Article

PDF
Access to the PDF text
Advertising


Free Article !

Journal de radiologie
Vol 84, N° 7-8  - juillet 2003
pp. 815-821
Doi : JR-07-08-2003-84-7-8-C1-0221-0363-101019-ART17
Scanner
La maturité du multicoupe ouvre la voie au dépistage
CT: advances in MDCT lead the way to screening
 

B Lepage [2], et C Debas [1]
[1]  CHUV Lausanne - Hôpitaux Universitaires de Genève.
[2]  CHU Clermont-Ferrand.

Introduction

Modalité d'imagerie numérique apparue dans les années 1970, la scanographie a connu un progrès régulier au gré des améliorations électroniques et informatiques, avec un sursaut technologique au début des années 1990 lié à l'acquisition hélicoïdale.

L'apparition des scanners multicoupes (4 coupes) en 1998 a considérablement amplifié l'attrait et le champ d'indications de cette modalité. Depuis, les constructeurs ont rivalisé dans l'escalade au nombre de coupes, annonçant tous au congrès RSNA 2001 l'arrivée des scanners à 16 coupes.

Le RSNA 2002 a permis de confirmer ces annonces, les premières installations de scanners 16 coupes étant réalisées. Les constructeurs axent aujourd'hui leurs efforts principalement sur l'optimisation des scanners multicoupes avec le développement des gammes intermédiaires et l'amélioration des applications. En particulier, le scanner multicoupe apparaît de plus en plus être un outil potentiel de dépistage de lésions pulmonaires, digestives et cardiaques.

Cet article présente tout d'abord les grandes tendances ou avancées technologiques remarquées puis l'offre industrielle en développant les gammes de chaque constructeur.

NB : Cet article ne traite pas des systèmes PET-CT pour lesquels on se référera à l'article sur la médecine nucléaire.

Le marché

Il est très difficile d'obtenir des données homogènes et comparables sur le marché des scanners. En effet, les constructeurs qui acceptent de communiquer des chiffres les présentent sous la manière qui les avantage le plus, considérant soit le nombre de commandes, soit le nombre d'installations, soit le chiffre d'affaire, soit la part de marché, sur des zones géographiques pas toujours correspondantes... Les chiffres qui suivent sont donc à considérer comme des ordres de grandeur, à prendre avec réserve.

Le parc mondial des scanners est estimé à environ 40 000 machines dont plus du quart est situé au Japon. Une particularité nippone est en effet d'avoir, de loin, la plus grande densité de scanners au monde avec 87 machines par millions d'habitants. Rappelons qu'en France, l'indice de besoin est de 1 appareil pour 90 000 à 100 000 habitants.

Annuellement, il se vend environ 5 000 machines, soit un marché de l'ordre de 2,5 milliards d'euros, mais ce chiffre est en expansion compte tenu de l'accroissement du nombre d'examens réalisés (aux États-Unis : 27 millions d'examens scanner prescrits en 1997, 33 millions en 2000) et de la diffusion importante de cette technique dans les pays émergents, notamment en Chine. Le marché de machines d'occasion ou reconfigurées est également assez fourni.

En France, on estime le parc à environ 600 machines et autour de 150 ventes ont été réalisées en 2002.

Le marché des 16 coupes est déjà dynamique puisque Philips annonce 200 machines vendues au monde (25 en France), GE plus de 250 (29 en France) et Siemens environ 350 (35 en France).

Les grandes tendances
Généralités

Le RSNA 2002 a donc été une année de stabilisation technologique en matière de scanner. En particulier les statifs, tubes, générateurs et détecteurs n'ont pas donné lieu à des innovations majeures. Les quatre principaux constructeurs, (GEMS, Philips, Siemens, Toshiba) ont présenté de manière plus détaillée leurs appareils à 16 coupes à rotation rapide (0,4 à 0,5 sec) mettant en exergue la maîtrise des algorithmes de corrections de l'effet de cône et de l'obtention d'un voxel isotropique.

À noter qu'en réponse à GEMS qui disposait depuis 2001 d'un scanner 8 coupes, les concurrents ont introduit des gammes intermédiaires de scanner multicoupe comme Philips avec l'appareil Mx 8000 IDT 10 (10 coupes) et Siemens avec l'Émotion 6 (6 coupes) et le Sensation 10 (10 coupes). Ces appareils représentent une alternative réellement intéressante et moins onéreuse au haut de gamme 16 coupes. En effet, l'intérêt de ce dernier est démontré principalement dans les applications cardiaques qui sont d'ailleurs possibles selon Siemens en utilisant seulement 12 coupes. Les scanners 10 coupes sont par ailleurs évolutifs vers les 16 coupes, ce qui devrait rassurer les sites les plus soucieux d'obsolescence technologique.

Consoles

Les performances de l'acquisition scanographique seraient vaines sans consoles informatiques puissantes permettant une gestion efficace du flux d'images considérable des scanners multicoupes : c'est dans ce domaine que les constructeurs ont porté leurs efforts en 2002 :

  • GEMS a opté pour le système d'exploitation LINUX (en remplacement d'Unix) sur sa nouvelle console ADVANTAGE Windows 4.1, nettement plus rapide que la version précédente ;
  • Philips avec sa nouvelle interface utilisateur Viewforum, basée sur Windows XP, qui s'inscrit dans le concept VEQUION ;
  • Siemens qui élargit ses possibilités de configuration en réseau de 3 consoles Windows XP partageant la même base de données patient ;
  • Toshiba qui a passé des accords avec Vital Images pour utiliser leur console Vitrea (Windows XP) comme station de traitement.

À noter l'introduction par Siemens du mode Inspace permettant l'interprétation des images directement sur la vue tridimensionnelle et non sur les coupes, facilitant ainsi l'appropriation des images par des non-radiologues.

Applicatifs

Tous les constructeurs ont amélioré leurs logiciels applicatifs en particulier pour les organes suivants, potentiels candidats au dépistage :

  • le coeur : les scanners 16 coupes permettent une acquisition volumique suffisamment rapide pour « figer » l'image du coeur entre 2 battements, pendant la diastole. Cette image est acquise sur plusieurs pulsations et synchronisée à l'ECG le plus fréquemment de façon rétrospective, après l'acquisition. Les données obtenues peuvent ensuite être travaillées avec des packages cardiaques comprenant l'imagerie de perfusion, le calcul des fractions d'éjection, la visualisation de l'arbre coronarien (de manière beaucoup plus complète et distale qu'avec le 4 coupes) et la quantification des sténoses ou des calcifications (par exemple par le score d'Agatson). Ces applications ouvrent la voie à des examens de dépistage permettant d'évaluer le risque d'infarctus et de maladies cardiovasculaires, notamment en association avec des dosages biologiques de substances comme la C-Reactive Protein (CRP). Ainsi, dans l'arsenal des techniques d'imagerie cardiaque, le scanner est une technique de plus en plus attractive par sa simplicité, sa rapidité et son aptitude à visualiser le calcium, contrairement à l'IRM.
  • Le poumon : le cancer du poumon est, aux États-Unis, la première cause de décès par cancer chez l'homme et la femme avec environ 150000 décès par an. En 1995, le taux de survie à 5 ans était de 14 %. L'American Cancer Society estime qu'il pourrait passer à 42 % s'il était détecté précocement, ce qui n'est le cas que dans 15 % des cas, en général à l'occasion d'autres examens. La détection des nodules pulmonaires par scanner est une méthode de haute sensibilité et de spécificité moyenne. Son extension aux patients symptomatiques ou non pourrait donc contribuer à améliorer significativement le taux de survie à cette pathologie. Les constructeurs ont donc tous travaillé sur des logiciels permettant, à partir d'un examen réalisé à faible niveau de dose, de détecter et de caractériser les nodules pulmonaires, de manière quasiment automatique grâce à des logiciels de C.A.D. (Computer Aided Diagnosis) conçus spécifiquement ou issus de collaboration avec des spécialistes du domaine, comme R2 Technology qui a passé des accords avec Toshiba. Ces logiciels permettent aussi la comparaison avec les examens antérieurs ou l'édition de rapports.
  • Le côlon : le cancer du côlon, 2 e cause de mortalité par cancer avec environ 60 000 décès par an aux USA, est guéri dans 90 % des cas s'il est détecté précocement. Il est reconnu que les polypes sont de potentiels précurseurs de tumeurs malignes. Grâce aux logiciels d'endoscopie virtuelle proposés par les scanners actuels, il est possible de manière assez différente selon les constructeurs, de parcourir, déployer ou visualiser en 3D le côlon afin d'aider le radiologue dans la détection et la caractérisation des polypes… Cette méthode présente une excellente sensibilité et spécificité pour les polypes de taille supérieure à 10 mm. Ces lésions étant peu contrastées par rapport aux tissus voisins et pouvant se confondre avec des matières fécales résiduelles, l'automatisation par CAD est nettement moins avancée que pour le poumon, mais fait l'objet de recherche, par des techniques de segmentation, l'enjeu étant de réduire le temps d'interprétation médicale. Cette technique de colonoscopie virtuelle, purement diagnostique, n'affranchit pas d'une bonne préparation du patient mais demeure néanmoins beaucoup plus confortable (pas de sédation ni d'anesthésie) qu'une colonoscopie traditionnelle.

Dépistage

Ces applications permettent d'orienter le scanner de plus en plus vers le dépistage, soit ciblé sur un organe soit plus général : ainsi, de nombreux centres de « full-body CT » (scanner corps entier) se sont ouverts aux États-Unis pour proposer un check-up complet aux patients. Cette pratique a fait l'objet de nombreux débats et controverses à ce RSNA 2002 et nous en livrons ci-dessous les principaux éléments :

Le dépistage est par définition un test systématique effectué sur un individu asymptomatique. Il est particulièrement utile quand les critères suivants sont réunis :

  • pathologie longtemps silencieuse, de conséquence grave, de prévalence élevée, sans pseudopathologie similaire ;
  • test de haute sensibilité et spécificité, précoce par rapports aux signes cliniques, sans risque associé, aisément disponible et abordable ;
  • traitement efficace, sans risque associé.

Les détracteurs ou modérateurs de l'avancée vers le dépistage tout azimut se basent alors sur des arguments de nature :

  • scientifiques : le dépistage n'est actuellement pas basé sur l'Evidence-based Medicine et nécessiterait donc des études longues, sur plusieurs années, telles que l'étude ELCAP (Early Lung Cancer Action Project) ou NLST (National Lung Screening Trial). De plus, le dépistage par scanner est un examen irradiant sur des personnes en bonne santé. Si le résultat est négatif, il ne suffit pas à rassurer le patient ; à l'inverse, s'il est positif, il engendrera de nombreux examens complémentaires, avec leurs effets secondaires et iatrogènes, leurs complications psychologiques… Pour autant, l'amélioration de l'espérance de vie ou de la qualité de vie n'est pas assurée tant il est vrai que les progrès médicaux diagnostiques sont beaucoup plus rapides que ceux thérapeutiques.
  • économiques : le dépistage risque de transformer une personne en bonne santé en un patient chronique qui devra subir de nombreux examens et traitements complémentaires, engendrant des frais importants. De plus, au niveau collectif, ces examens de dépistage n'étant pas remboursés, il ne garantissent pas l'équité, composante nécessaire de toute politique de santé publique. Enfin, ils bénéficient surtout aux prestataires de soins offrant ces tests de dépistage, à grand renfort de publicité, car reconnus très lucratifs.

Les partisans du dépistage par scanner se basent sur la gravité et la lente évolution des pathologies recherchées, sur la facilité de l'examen de dépistage par scanner et sur les possibilités de le cadrer avec certains critères de recrutement : âge, tabagisme, antécédents familiaux, travailleurs à risques… Surtout, ils objectent qu'à une époque où le consumérisme médical augmente, favorisé par l'amélioration du niveau de vie et de l'accès à l'information médicale (notamment Internet), il n'est plus tenable d'opposer à cette demande sociétale l'hermétisme d'une médecine basée sur les preuves. L'autoprescription d'examen radiologique de patients bien informés, et en général aisés, leur semble donc un phénomène inévitable.

D'une manière plus générale, il est certain que « mieux vaut prévenir que guérir » : dans le domaine de la maintenance technique et industrielle, les effets bénéfiques de la maintenance préventive ne sont plus à démontrer. Cependant, dans le domaine de la santé, la prévention ne commence pas au dépistage mais, plus en amont, vis à vis du comportement alimentaire ou de l'addiction aux drogues, comme le tabac. Les progrès de nos politiques de santé sanitaire se jugeront donc notamment dans leur aptitude à maintenir cette composante de prévention et à réguler rapidement les tests de dépistage scanographique par des critères éthiques et scientifiques.

Prise en compte de la dose

Le scanner étant le principal facteur contribuant à l'irradiation médicale, la dose est une préoccupation majeure : l'affichage du CTDI (CT Dose Index) ou du DLP (Dose Length Product) est systématique, même si ces paramètres résultent de la physique pure sans prise en compte de l'anatomie réelle du patient. Par exemple, il n'y a aujourd'hui pas de fantôme approprié pour simuler les enfants, ni à l'inverse, les adultes obèses. La dose effective, dépendant de l'organe exposé, n'est pas non plus considérée.

Les constructeurs ont donc mis au point différents dispositifs de limitation de dose : modulation des rayons X dans le plan XY et dans l'axe Z, en fonction de l'ECG ou, chez Siemens, pour les applications interventionnelles : système Handcare coupant les rayons X dans la partie supérieure de la couronne afin de protéger les mains de l'opérateur. Siemens indique travailler également sur une limite maximale de dose, automatique, établie sur la base de protocole normalisé sur un patient de référence. Notons une initiative commerciale intéressante chez GEMS : le rétrofit gratuit de tout développement visant à limiter la dose sur la base installée. Il serait difficilement concevable que les concurrents ne suivent pas cette pratique. Philips travaille sur les examens pédiatriques avec des calculs de dose basés sur un fantôme de calibration de diamètre 10 cm, plus représentatif de l'enfant que ceux de 16 ou 32 cm utilisés actuellement.

Enfin, plusieurs communications alertaient sur les effets délétères de la dose en pédiatrie, compte tenu de la sensibilité particulière des organes des enfants, en particulier chez les filles, de leur longue espérance de vie et de leur probabilité importante d'accumuler plusieurs irradiations médicales. Ainsi, aux États-Unis, en 2000, sur l'ensemble des examens CT réalisés, 11 % concernaient des enfants dont 17 % de moins de 5 ans, alors que ce ratio n'était que de 6 % en 1993. Or, même si le risque individuel de développer un cancer suite à un scanner est faible, sa multiplication par le grand nombre de patients examinés fait apparaître un problème majeur de santé publique : il est estimé qu'aux États-Unis, 300 à 3 000 décès par cancers induits par les examens scanners pédiatriques d'une année peuvent être prédits.

Il est donc désormais de plus en plus reconnu que limiter la dose, en particulier chez l'enfant, passe par la limitation des examens irradiants non nécessaires, la limitation de la zone examinée et l'adaptation des protocoles et paramètres visant à obtenir une image informative mais pas forcément esthétiquement parfaite.

Micro CT

Pour l'anecdote, il est intéressant de noter la présentation au RSNA de micro CT permettant des examens de petits animaux dans le cadre de programmes d'imagerie moléculaire pour l'évaluation de nouvelles thérapeutiques, avec d'excellentes résolutions (27 microns). Les sociétés concernées sont ImTek Inc. ( click Here) avec le produit MicroCAT II ou Enhanced Vision Systems ( click Here), rachetée récemment par GEMS, avec le produit eXplore RS. Ces systèmes sont aussi utilisés dans des études sur l'ostéoporose car ils permettent la visualisation de la structure fine d'échantillon osseux.

Perspectives

Pour l'avenir, la vision des différents constructeurs est assez convergente et peut se scinder en 2 étapes :

  • dans les 3 ans à venir : augmentation de la vitesse de rotation à 0,3 sec, sous réserve de disposer de générateur plus puissant et de tube résistant et fiable à ces vitesses et, selon Philips, passage à des scanners à 32, voire 64 coupes. Les concurrents semblent prêts à suivre cette tendance si le marché y voit un intérêt.
  • au-delà de 3 ans, l'arrivée de capteurs grande surface : GEMS a déjà réalisé des prototypes avec des résolutions qui peuvent atteindre 12 microns ; Philips indique également réaliser des essais en usine et a conçu son algorithme COBRA du 16 coupes dans cette perspective ; Siemens prévoit un capteur qui aurait des caractéristiques comme 1 024 X 768 pixels, un champ de 25 X 25 X 18 cm et une résolution de 0,25 mm ; Toshiba présentait, comme en 2001, un capteur matriciel à 256 barrettes de 0,5 mm. Ces futurs détecteurs, particulièrement attractifs pour les études dynamiques (4D) et fonctionnelles, nécessiteront une transmission d'information et une informatique beaucoup plus performante et moins onéreuse qu'aujourd'hui et pourraient amener à revoir totalement la conception du statif, du générateur et du tube.

L'offre industrielle
AccuImage (http://www.accuimage.com)

Cette société présente des logiciels de traitement des images pulmonaires et du côlon, permettant à l'utilisateur d'entourer les nodules ou lésions qu'il détecte puis de les caractériser et d'éditer les résultats sous forme de rapport ( click Here).

CADx Medical System (http://www.cadxmed.com)

Cette compagnie québécoise, spécialisée dans le diagnostic assisté par ordinateur développe actuellement des outils CAD pour les examens du poumon et du côlon ( click Here).

GEMS : General Electric Medical Systems (http://www.gemedical.com)

La gamme des scanners G.E.M.S. se décline en deux familles : Highspeed et Lightspeed ( click Here).

La famille Highspeed

Elle comprend :

  • deux systèmes monocoupes : X/i (version de base et version pro) et CTe ;
  • deux équipements bicoupes : CTe Dual et Nx/i (version de base et version pro) ;
  • le Qx/i permettant de réaliser quatre coupes par rotation et qui est évolutif vers une version huit coupes.

La famille Lightspeed

Celle-ci comprend :

  • le Lightspeed Uultra qui réalise huit coupes par rotation ;
  • le Lightspeed 16 qui permet une acquisition seize coupes dans tous les modes et toutes les vitesses de rotation (de 0,5 sec/rotation à 4 sec/rotation).

À cette gamme de scanners « classiques », G.E.M.S. ajoute un produit dédié cardiaque, qui est issu du rachat d'Imatron. Il s'agit d'E-speed, scanner bicoupe à canon d'électron qui permet d'atteindre une résolution temporelle de 33 msec. On peut ainsi voir une petite artère coronaire de moins d'1 mm de diamètre en temps réel. Cette machine, bien adaptée au dépistage car peu irradiante, est plus particulièrement dédiée au marché américain. Néanmoins, deux équipements sont prévus en Europe, pour un coût unitaire d'environ 2,2 millions de dollars.

Pour G.E.M.S., le principal des ventesfer de lance est maintenant le Lightspeed 16. Le détecteur utilisé est asymétrique et composé de 24 barrettes pour une couverture de 20 mm (fig. 1).

On peut ainsi obtenir des acquisitions de 16 coupes de 0,625 mm par rotation ou de 16 coupes de 1,25 mm par rotation. La caractéristique de ce système d'acquisition réside dans le microVoxel™, voxel cubique de 0,625 mm de côté soit un volume de 0,216 mm 3 (plus petit volume du marché), permettant une résolution submillimétrique isotropique et facilitant ainsi l'imagerie des artères coronaires et des vaisseaux tortueux… Un nouveau calculateur de puissance évolutive était présenté, permettant des gains en vitesse de reconstruction.

Lors de ce R.S.N.A., G.E.M.S. a montré sa nouvelle console : l'Advantage Workstation Windows 4.1, basée sur une station Hewlett Packard avec un changement de système d'exploitation (passage d'Unix à Linux). Elle est trois fois plus rapide que l'Advantage Windows 4.0, ce qui améliore la gestion de la quantité dl'information qui a explosée avec les acquisitions seize coupes. Elle est dotée d'outils avancés de revue des examens plus grands et plus complexes, qui sont plus rapides donc améliorent la productivité.

Cette nouvelle plate-forme informatique permet une reconstruction en 512 X 512 en pleine résolution de quatre images par seconde. À noter la possibilité de faire évoluer toute la base installée de Lightspeed, soit environ 4 500 machines, vers cette nouvelle informatique, soit environ 4 500 machines. Cet upgrade de station nesans nécessiter de repayer les licences de software déjà acquises, mais seulement l'évolution hardware. Elle est dotée d'outils avancés de revue d'examens plus grands et plus complexes, permettant des traitements plus rapides donc améliorant la productivité. Citons par exemple le retrait automatique des os.

Les applications « avancées » disponibles sont :

  • Les applications cardiaques dont les performances ont considérablement augmenté depuis le Lightspeed 16. En effet, avec le scanner huit coupes, seulement 60 % des acquisitions cardiaques étaient exploitables pour le cardiaque, alors qu'avec le seize coupes ce pourcentage est passé à 90 % d'acquisitions exploitables. La résolution temporelle atteinte est de 65 msec. La vitesse de rotation du tube est variable (système Varispeed) et permet de s'adapter à la fréquence cardiaque du patient. Ces applications comprennent l'imagerie des coronaires (CardIQ Analysis et SmartScore CT) par volume rendering, l'évaluation de la fonction cardiaque (CardIQ Function) avec le calcul des fractions d'éjection, le « calcium scoring »…. Et elles intègreront dans le futur la perfusion cardiaque.
  • La coloscopie virtuelle comme outil d'aide à la localisation et à la caractérisation des lésions du côlon. La spécificité de cet outil réside dans la possibilité de visualiser le côlon par bande, sorte de dissection virtuelle, en même temps que l'image 3D correspondante.
  • Le dépistage des nodules pulmonaires par le logiciel « Advanced Lung Analysis » qui permet grâce à un protocole à faible dose (60 mA), de détecter la présence de nodule (à confirmer par le radiologue), de le mesurer et de comparer sa taille avec celle d'un examen précédent.
  • Dans le domaine vasculaire, l'utilisation du scanner seize coupes en urgence est aussi améliorée grâce à son acquisition rapide d'un large volume, à l'augmentation de la couverture du scanner jusqu'à 170 cm et l'angiogramme par Microvoxel Technology. Ainsi les indications en urgence comme l'anévrisme de l'aorte ou une la dissection aortique sont possibles. L'angiographie CT permet de voir les calcifications, les artères rénales, l'intérieur d'un stent, les fines artères du cou, du pelvis ou des jambes, ce qui est particulièrement appréciable en cardiopédiatrie et en angiographie pulmonaire.
  • La perfusion est aussi utilisée en oncologie pour apprécier la perméabilité des membranes et l'évaluation de l'efficacité de la chimiothérapie de façon plus précoce.

Afin de simplifier l'utilisation de toutes ces applications, G.E.M.S. développe des systèmes « One Touch », c'est-à-dire des protocoles qui se déclenchent en une commande et qui pilotent toute l'acquisition ainsi que les reconstructions correspondantes jusqu'à la station de traitement.

En matière de la gestion de la dose, comporte la modulation des mAelle est modulées en xy grâce à Smart mA et en z grâce à Smartscan, ainsi que la collimation au niveau du tube. GEMS. développe aussi cette modulation selon l'ECG. En pédiatrie, la gestion de la dose se fait par un code couleur en fonction de la taille de l'enfant qui prédéfinit une dose maximale dans le protocole à utiliser. Ce travail de réduction de dose est très important pour GEMS qui annonce le rétrofit gratuit de tous les développements liés à la limitation de la dose. D'autre part, la réduction de dose permet d'augmenter les durées de vie moyenne des tubes (de 14 à 18 mois actuellement).

Hitachi (http://www.hitachimed.com)

Le groupe Hitachi ( click Here) , qui a longtemps fabriqué des scanners pour Philips, annonce qu'il pourrait revenir bientôt sur le marché des multicoupes.

Neusoft (http://www.neusoft.com)

Cette société chinoise propose 2 scanners d'entrée de gamme, le CT-C2800 et le modèle hélicoïdal CT-C3000, et, depuis 2002, le CT-C3000 Dual, modèle bicoupe ( click Here).

Ohio Medical Instrument (http://www.ohiomed.com)

O.M.I. ( click Here) présentait sur son stand, en association avec une table d'opération Schaerer, le scanner mobile Mayfield MobileScan fabriqué par Analogic, compagnie principalement présente sur le marché de l'imagerie dédiée à la sécurité. Cet appareil monocoupe, tournant en 2 sec, réalisant des coupes de 2 mm, et reconstruisant en 5 sec, est destiné notamment aux urgences, soins intensifs et blocs opératoires. Environ 60 unités ont été vendues hors États-Unis dont 1 en Suède.

Philips medical systems (http://www.medical.philips.com)

La gamme actuelle de Philips ( click Here) trouve principalement ses origines dans les produits multicoupes anciennement Marconi, à savoir :

  • AQ Sym : Philips est le seul constructeur proposant un scanner dédié à la simulation des traitements de radiothérapie : cet appareil monocoupe, se caractérise notamment par un statif spécifique avec un tunnel plus large (85 cm) afin d'examiner les patients avec les bras levés, comme lors de certaines séances de radiothérapie ;
  • Mx 8000 Dual ;
  • Mx 8000 Quad ;
  • Mx 8000 IDT : cette machine peut se décliner en 16 ou en 10 coupes, dont c'était le lancement au RSNA 2002. Deux sites cliniques existent déjà (USA et Israel) et 3 installations sont prévues en Europe pour l'IDT 10. Il sera possible de passer du modèle 10 coupes au 16 coupes. L'écart de prix entre les 2 machines est d'un peu plus de 100 000 euros.

Le détecteur est présenté sur la figure 2.

Ce détecteur est identique à celui de Siemens puisque objet du partenariat industriel entre les 2 sociétés, qui couvre aussi le statif à moteur linéaire par induction. Il est couplé à une électronique d'acquisition récente, présentée au RSNA 2000 et nommée « Tach Technology » utilisant des composants ASIC. Le circuit ASIC est dévolu à une seule tâche qu'il effectue très vite : il regroupe les fonctions convertisseur courant/tension, préamplificateur et convertisseur analogique digital en un seul, juste en sortie des photodiodes. Cette technologie, disponible sur toute la gamme, plus intégrée, permet un transfert de données rapide, une amélioration du rapport Signal/Bruit par la diminution du nombre de conversions, ce qui profite également à l'économie de dose. De plus, elle allège la structure, ce qui est favorable à l'obtention d'une grande vitesse de rotation.

L'algorithme de reconstruction utilisé par PHILIPS est appelé COBRA (Cone Beam Reconstruction Algorithme) et permet de corriger les effets de cône, important en 16 coupes.

Philips défend la limitation de la dose via son concept « Dose Wise » qui englobe : la recherche d'une qualité optimale du faisceau de rayons X (beam right), la modulation des rayons dans le plan xy et en z en fonction du profil du patient (Dose right), et le contrôle de la dose par l'opérateur (dose display). En « works in progress », Philips travaille sur l'affichage de la dose efficace (c'est à dire réellement reçue par les organes) et sur la prise en compte de la spécificité pédiatrique avec des calculs de dose basés sur des fantômes de 10 cm et des codes couleurs en fonction du gabarit de l'enfant.

Il n'existe pas de console dédiée aux modalités et la console scanner va passer en View forum dans le cadre du concept global Vequion, avec les variantes suivantes

  • View forum basic : permet de visualiser et traiter toute image de toute modalité ;
  • Viewforum Pro sur laquelle plusieurs applicatifs tournent simultanément en temps réel.

Ces consoles opèrent sous Windows XP, sont personnalisables et « intelligentes » car elles reconnaissent la modalité d'origine et adaptent la configuration de l'écran au profil utilisateur prédéfini. Toute la base installée va migrer sur Viewforum mi 2003 quand les applications y auront été transposées.

Philips propose également un contrat d'évolution du soft baptisé « evergreen ».

Les applications sont :

  • Package cardiaque avec rotation en 0,42 sec, modulation dynamique des rayons, donc de la dose, en fonction de l'ECG, et « cardiac review » avec les fonctionnalités d'analyse des coronaires, de la fonction ventriculaire, le scoring, l'analyse de l'ECG et l'édition de rapport en fichier pdf. L'acquisition se fait avec une résolution temporelle de 100 ms, mais un algorithme « beat to beat » permet de choisir la meilleure phase d'étude, ce qui est intéressant pour les patients à fréquence cardiaque élevée, jusqu'à 105 à 115 battements/minute. Fin 2002, 10 sites au monde utilisaient ce package cardiaque dont 2 en France (Toulouse et Région parisienne).
  • Endoscopie virtuelle : Philips présentait une nouveauté, le mode « Voyageur », logiciel permettant d'automatiser les explorations du côlon en déployant et déroulant les vues sur 360° et en affichant simultanément les vues droite, gauche, dessus, dessous et rétrograde. Cette méthode permet la visualisation de 99,5 % de la surface de la paroi du côlon. L'opérateur peut ensuite identifier les polypes, les mesurer et exporter les résultats dans un rapport.
  • Poumon : Philips dispose d'un logiciel de détection automatique des nodules pulmonaires, le Lung Nodule Assessment, annoncé en « works in progress » car bien qu'achevé, pas encore agréé par la FDA. Philips annonce une sensibilité de 95 % avec ce CAD.
  • Interventionnel : l'offre Philips pour assister les gestes interventionnels sous scanner est vaste et peut consister en :
  • Fluoroscopie CCT : configuration où il est possible, en salle, de déclencher les X par une pédale et de visualiser l'image sur un écran de contrôle.
  • Fluoroscopie Pinpoint : système avec bras stéréotaxique permettant de simuler virtuellement le trajet de l'aiguille, à partir d'un point d'entrée marqué sur le patient et d'une cible définie sur l'image affichée en salle. Deux systèmes de ce type ont été installés en France, à Nantes (CRLCC) et Grenoble.

R2 Technology (www.r2tech.com)

Cette société californienne, spécialisée dans les systèmes de CAD, notamment en mammographie, présente sur sa station ImageChecker, le logiciel OmniCAD pour la détection automatique de nodules pulmonaires. La sensibilité annoncée est de 90 % avec 2 faux positifs par cas. Après revue par le radiologue, il est possible de générer un rapport. La procédure prend 5 à 7 min (10 à 12 en tout avec les temps de transfert), et fonctionne avec des coupes inférieures ou égales à 3 mm. La partie CAD n'était pas encore validée par la FDA. R2 Technology a passé un accord avec Vital Images pour intégrer son logiciel dans leur station Vitrea, station utilisée notamment par Toshiba. Il n'y a pas de logiciel annoncé pour le côlon ( click Here).

Shimadzu medical systems (www.shimadzumed.com)

Shimadzu ( click Here) exposait le scanner SCT 7800, modèle hélicoïdal monocoupe, à détecteur solide, qui tourne à 0,75 sec et peut se décliner en 3 versions selon la puissance du tube (2, 3 ou 4,5 MHU). Le champ de vue est de 50 cm. La console, sur plate-forme PC, peut recevoir les options Volume Rendering et 3D.

Siemens medical solutions (www.SiemensMedical.com)

La gamme des scanners Siemens ( click Here) se décline en trois grandes familles

  • Somatom Smile : ce scanner d'entrée de gamme, spiralé monocoupe avec détecteurs UFC, table solidaire d'un statif qui ne s'incline pas, séduit par son côté « plug and play » : commandable par Internet, il peut se monter en 4 heures, la formation se fait par support CD-Rom et un logiciel de détection de panne et d'aide au changement de pièces détachées permet à l'utilisateur d'intervenir lui-même en commandant ses pièces par e-commerce. Fabriqué par Siemens en Chine pour le marché asiatique et en Europe pour le reste du monde, il est principalement destiné aux pays en voie de développement, notamment au marché chinois et ne concerne pas le marché français. À ce jour, 120 machines ont été vendues.
  • Somatom Emotion : cette famille se compose de trois modèles tous équipés de détecteurs UFC : monocoupe avec vitesse de rotation de 1 sec, 2 coupes et 0,8 sec, et 6 coupes et 0,6 sec (ÉMOTION 6). Selon le nombre de coupes et la vitesse, on peut disposer de générateurs de 26KW, 40KW ou 48KW et de tubes allant jusqu'à 4,2 MHU. L'Émotion 6 est un produit d'accès au multicoupe et à l'isotropie du pixel : répertorié en classe 2, il s'installe en 8 heures, ne nécessite ni climatisation ni local immense (18 m 2 suffisent) : il est donc notamment bien adapté à un usage mobile.
  • Somatom Sensation : cette dernière famille comprend
    • le VolumeZoom 4 coupes : encore au catalogue, cette machine est en voie de disparition compte tenu des possibilités de l'Émotion 6.
    • le Sensation 10 : Siemens insiste sur le fait que ce produit est dérivé du Sensation 16 et non du 4 : il bénéficie donc de la même qualité image que le Sensation 16 et de pixel isotropique inframillimétrique. Cette position intermédiaire dans la gamme semble justifiée pour les raisons suivantes : 16 coupes ne sont pas indispensables aux examens non cardiaques et nécessitent même parfois de ralentir la machine, comme pour les examens vasculaires de membres inférieurs. Il présente l'avantage d'être environ 100 000 euros moins cher que le Sensation 16, tout en pouvant évoluer, en 2 jours de travail, vers ce 16 coupes.
    • Le Sensation 16 : ce modèle 16 coupes se distingue par sa vitesse de rotation de 0,5 sec et 0,42 sec pour le cardiaque.
    • L'architecture du détecteur est représentée dans la figure 3.

On obtient donc une couverture maximale de 24 mm, la largeur minimale de 0,75 mm ayant été choisie comme étant celle offrant le meilleur compromis entre le rapport Signal/Bruit et la résolution nécessaire.

Malgré cette décomposition de la gamme en familles, Siemens insiste sur les principes communs à Émotion et Sensation et notamment les fonctionnalités suivantes

  • Sureview TM : méthode de reconstruction des images qui garantit la qualité image quelque soit le pitch en ajustant les mA.
  • CARE Dose : programmes de réductions de dose comprenant
    • modulation du courant en xy (analyse pendant ½ tour et modulation pendant l'autre ½ tour).
    • modulation du courant sur l'axe des z ;
    • Hand Care : réduction de dose en interventionnel par suppression des rayons X dans la zone supérieure au dessus des mains ;
    • dose modulée selon l'ECG ce qui permet d'atténuer l'irradiation pendant la systole, phase non utilisée pour l'imagerie ;
    • en Work in Progress, Siemens étudie la possibilité de rendre la dose opérateur indépendant à partir d'un état de référence de patient moyen. Ensuite, la machine adapterait seule la dose en fonction de la corpulence du patient qu'elle évalue au début de l'examen. Cette fonction devrait être disponible sous forme d'upgrade.
  • Détecteurs UFC TM (Ultra Fast Ceramic) : ce détecteur solide a 4 ans d'existence mais reste le dernier né des détecteurs scanners du marché. Il est fabriqué par Siemens à Erlangen. Signalons le partenariat industriel existant avec Philips par lequel Siemens fournit à Philips les statifs, tubes, détecteurs et Philips fournit les DAS qu'il assemble à Haïfa avec les détecteurs UFC.
  • Syngo : cette plateforme informatique commune aux équipements d'imagerie Siemens, actuellement sous Windows NT, passera prochainement sous Windows XP. L'évolution sera possible dans le cadre du contrat Evolve qui permet l'évolution Hardware du système informatique tous les 3 ans (ce qui a déjà été réalisé sur une partie des scanners 4 coupes installés). L'évolution des logiciels est assurée dans le contrat de maintenance.

Le Sensation est livré avec la console d'acquisition Navigator qui peut aussi réaliser les post-traitements. À partir de 10 ou 16 coupes, 2 stations voire trois sont conseillées qui sont alors configurées comme suit : Navigator et Wizard qui partagent la même base de données ce qui évite les temps de transfert, ou, avec 3 stations : Navigator, Wizard et Léonardo. Cette dernière est multimodalité et utilise le transfert DICOM : elle n'a pas de base de données commune avec Wizard. Une alternative possible est Navigator et 2 Wizard (station dédiée CT) qui partagent toutes les 3 la même base de données. Sur ces consoles, Siemens annonce la mise en place de protocoles de post traitement automatisés où l'acquisition lance la reconstruction.

Parmi les logiciels d'applications avancées, Siemens met l'accent notamment sur

  • Syngo colonography : mode permettant l'acquisition à faible dose, la reconstruction, l'endoscopie virtuelle, et la détection de la taille des polypes.
  • Syngo lungcare : acquisition pulmonaire à faible dose (10 mAs), puis l'utilisateur pointe les nodules et le système les quantifie.
  • Applications cardiaques : « réservées » au 16 coupes, il est possible de réaliser des acquisitions soit en gating prospectif (synchronisation des images avec l'ECG dès l'acquisition, soit en gating rétrospectif (on acquiert tout le volume et tout le signal ECG et on synchronise après). On peut ensuite effectuer les traitements suivants : calcium score, vessels analysis (extraction des coronaires, déroulé des vaisseaux, quantification), fonction cardiaque (volumétrie).
  • Inspace Viewer : introduit mi 2002, ce mode implique un changement de philosophie dans l'interprétation qui se fait non plus sur un volume mais sur des coupes. Ceci est notamment intéressant pour les correspondants et plus particulièrement les chirurgiens qui peuvent recevoir l'animation 3D sur CD. La technique utilisée est le volume rendering en 512 2 . Ceci est d'une aide importante pour l'examen de structure complexe comme le coeur.

Toshiba medical systems (www.medical.toshiba.com)

La gamme scanner du constructeur japonais ( click Here) se décline autour de deux familles (à noter la disparition de la gamme de l'Aucklet qui n'est plus fabriquée) :

  • L'Asteion qui est proposé en plusieurs versions
    • Asteion Mono (monocoupe),
    • Dual (bicoupe) ou Asteion Multi, scanner multicoupe vendu actuellement en quatre coupes. Il accomplit une rotation en 0,75 sec. L'entraînement se fait par courroie et il dispose de tubes différents et de générateurs de différentes puissances (entre 36 et 60 kW), qui sont choisis à la carte et ainsi déclinent l'Asteion Multi en VR et VI en fonction de ces caractéristiques.
  • La famille Aquilion comprenant
    • L'Aquilion 4 : scanner 4 coupes par rotation de 0,5 sec et possibilité dans le futur de tourner à 0,4 sec pour la cardiologie. L'entraînement est réalisé par moteur linéaire. Il est muni d'un détecteur 34 barrettes (4 X 0,5 mms au centre et deux fois 15 X 1 mm de chaque côté). La possibilité de passer de ce système vers un scanner seize coupes existe.
    • L'Aquilion 16 : scanner 16 coupes par rotation de 0,5 sec et possibilité de tourner à 0,4 sec pour les applications cardiaques. L'entraînement est réalisé par moteur linéaire. Il est muni d'un détecteur à 40 éléments (16 X 0,5 mm au centre et deux fois 12 X 1 mm de chaque côté) (fig. 4).

Ce détecteur permet d'obtenir des données isotropiques de haute résolution (0,47 X 0,47 X 0,50 mm) et donc une qualité image équivalente dans les trois plans. Le tube a été spécialement conçu pour cette machine. Il se nomme Tube MegaCool™ et dispose d'une capacité calorifique de 7,5 MHU permettant d'enchaîner dix hélices successives quels que soient les paramètres d'acquisition. Son anode dispose d'un double rotor, ce qui garantit la rotation en 0,5 sec sans effet gyroscopique pour toutes les applications.

En France, Toshiba a installé trente scanners. Cette année est le début de la phase commerciale de l'Aquilion 16. Trois installations sont déjà réalisées aux États-Unis.

Outre la console d'acquisition, Toshiba propose deux autres consoles :

  • La console Anet disposant de l'accès aux données brutes de l'examen pour éviter les reconstructions sur la console d'acquisition. Elle permet une revue et un traitement de quatre patients différents, quatre reconstructions possibles par séquence, MPR pré-programmable, un autofilming intégral ou semi-automatique au choix, ainsi que les fonctions de traitement de base.
  • La console Vitréa, nouvelle console Toshiba issue du partenariat avec Vital Image. Il s'agit d'une console de post-traitement sous Windows XP qui permet la création automatique des volumes sans perte de temps pour les chargements des images et des logiciels. C'est une console 3D temps réel.

Du point de vue des applications, outre les applications conventionnelles, il convient de citer les applications vasculaires, les quantifications et mesures de sténose, MIP d'épaisseur variable, extractions osseuses, la colonographie (côlon double, contraste, endoscopie virtuelle), le calcul des volumes tumoraux. Plus de vingt protocoles par organe sont disponibles incluant tous les modes de visualisation (MPR, VRT, MIP…). Un kit interventionnel, présentant une cadence de douze images/sec et permettant de visualiser trois images axiales contiguës pour améliorer la précision du geste pendant la réalisation du geste avec précision, est également disponible. Il est aussi à noter que les applications cardiaques sont disponibles sur Aquilion 4 et 16, mais sont recommandées sur Aquilion 16.

En ce qui concerne la gestion de la dose, Toshiba dispose des détecteurs Quantum caractérisés par une bonne qui offrent la meilleure efficacité du marché de détection, et de différents outils, disponibles sur l'ensemble de la gamme :

  • Real Exposure Control qui permet une modulation des mA selon z (en fonction du profil et de l'épaisseur du patient déterminé par scannogramme). Cet outil a démontré une réduction de dose pouvant aller jusqu'à 40 % dans certains cas.
  • Des protocoles basés sur la taille des patients, leur âge et des filtres spécifiques en fonction de la taille.
  • Pure Focus™ qui est le nom du système de focalisation des rayons X et pour éliminer les rayons X ne contribuant pas à l'imagenon utiles, donc de ne pas y exposer le patient à ces rayonnements inutiles.
  • Le système Surestart™ modulant faisant coïncider les rayons X avec l'arrivée du produit de contraste dans la région d'intérêt.

Conclusion

Malgré une suspension de la course au nombre de coupes, le scanner est aujourd'hui un outil prometteur dont les applications sont encore en cours d'exploration et pourront engendrer des pratiques médicales nouvelles comme le dépistage : les patients sont alors asymptomatiques, voire s'autoprescrivent l'examen, le diagnostic est quasiment automatique (CAD), le remboursement non garanti : l'ère de la médecine préventive, voire prédictive est commencée et soulève déjà des questions et controverses éthiques, économiques et scientifiques.

Références

[1]
Blum A. Scanographie volumique multicoupe : principes, applications et perspectives. Ed. Masson, Paris.
[2]
Menant L, Lepage B. Scanographie. J Radiol 2002;83:945-50.
[3]
Sablayrolles JL, Besse G. Cardiac CT Imaging, édité par GEMS et Amersham.
[4]
Carrington C. CT gets to grips with vascular disease. Diagnostic Imaging Europe, Nov 2002.
[5]
Macilquham M, Little A. CT colonography shows promise for screening. Diagnostic Imaging Asia Pacific, Dec 2002.
[6]
Milleron B. Le dépistage du cancer bronchique. Med Hyg 2002;60:1809-11.
[7]
Freiherr G. Vendors find ways to fill gaps in CT product lines - Technology Advisor. Diagnostic Imaging, Nov 2002.
[8]
Brenner D. Radiation-induced cancer risks from pediatric CT: communication téléchargeable sur : click Here
[9]
Cody D. Image Processing in CT: Imaging and therapeutic technology. 2002;22:1255-1268.




© 08 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
EM-CONSULTE.COM is registrered at the CNIL, déclaration n° 1286925.
As per the Law relating to information storage and personal integrity, you have the right to oppose (art 26 of that law), access (art 34 of that law) and rectify (art 36 of that law) your personal data. You may thus request that your data, should it be inaccurate, incomplete, unclear, outdated, not be used or stored, be corrected, clarified, updated or deleted.
Personal information regarding our website's visitors, including their identity, is confidential.
The owners of this website hereby guarantee to respect the legal confidentiality conditions, applicable in France, and not to disclose this data to third parties.
Close
Article Outline