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Journal de radiologie
Vol 86, N° 7-8  - août 2005
pp. 927-930
Doi : JR-07-08-2005-86-7-8-0221-0363-101019-200504005
La radiologie interventionnelle
« Proven outcomes … Concrétisation des annonces »
 

P Biard [1], et P Kouam [2]
[1] Groupe Hospitalier du HAVRE,
[2] CH sud Francilien (Evry/Corbeil).

Après la généralisation des capteurs plans pour les applications statiques grand champ dans les salles os-poumon, la cardiologie avait été le premier secteur à bénéficier de la technologie capteur plan dynamique de taille 20 × 20 cm. Lors du dernier RSNA 2003, cette tendance avait été réaffirmée par le grand nombre de systèmes de ce type tournant en routine mais aussi par la présentation d’une gamme élargie à des salles plus polyvalentes équipées de capteurs moyen ou grand champ.

Ce RSNA 2004 constitue une double confirmation de cette évolution : non seulement, les salles présentées l’année dernière tournent en routine mais surtout, les capteurs plans ont permis de développer des applications d’acquisition et de reconstruction 3D qui constituaient la véritable nouveauté de ce salon au niveau de la radiologie interventionnelle.

Les grandes tendances
Spécialisation ou polyvalence

Sur le salon, cinq constructeurs proposaient des salles vasculaires interventionnelles basées sur des capteurs plan : General Electric, Philips, Siemens mais aussi Shimadzu et Toshiba.

Les produits se déclinent toujours en deux grandes familles, l’une dédiée à la cardiologie avec des capteurs d’environ 20 × 20 cm, l’autre polyvalente avec soit un capteur rectangulaire 30 × 40 cm (fabriqué par Trixel) pour Philips et Siemens, soit carré aux alentours de 40 × 40 cm pour Toshiba, Shimadzu et GE qui, en plus, propose une nouvelle machine avec un capteur intermédiaire de 30 × 30 cm afin de répondre à la demande de polyvalence.

En parallèle, les constructeurs conservent toujours leur offre pour des systèmes avec amplificateur de brillance. Cependant, les systèmes à capteur plan, retenus actuellement dans plus de 90 % des appels d’offre pour l’équipement des salles interventionnelles, vont très vite devenir le standard.

En ce qui concerne les appareils mobiles de radioscopie, l’évolution est plus timide et les amplificateurs de brillance restent encore majoritaires sur ces appareils.

3D & traitement d’image

Lors de ce salon, les 3 « majors » ont principalement communiqué autour de leurs développements 3D dédiés à leurs salles cardiovasculaires. Après GE en 2002 puis PHILIPS en 2003, SIEMENS sort, à son tour, son propre système « DynaCT ». Avec des séquences de capture (maxi.) de 150 images à 30 images/s, les machines produisent des coupes scanner avec une résolution d’environ 3,5 paires lignes/mm (contre près de 10 paires lignes/mm sur un scanner dédié). Les reconstructions 3D sont désormais disponibles, directement en salle, environ 1 minute après acquisition, 4 secondes dans le cas de Philips, d’où leur appellation « temps réel ».

Sur cette base, chaque constructeur propose un panel d’applications spécifiques visant, bien sûr, à optimiser la qualité des images restituées mais aussi à mettre en exergue certains détails ou simplifier la réalisation des examens : réhaussement des contours de stent (PHILIPS & SIEMENS), mesure automatique d’anévrisme (GE & PHILIPS), calcul de forme de sonde pour faciliter l’entrée dans les anévrismes (PHILIPS)…

Avec ou sans ces spécificités, les principales applications de la 3D revendiquées par les 3 constructeurs sont les mêmes :

  • dans le cas d’un accident hémorragique, la possibilité de localiser rapidement la source de l’hémorragie sans devoir transférer le patient vers un scanner,
  • amélioration des prises de décision et des actes interventionnels par une meilleure visualisation dans l’espace des structures anatomiques,
  • diminution de la durée d’acquisition donc de la dose de rayons X et la quantité de produits de contraste,
  • mesure des vaisseaux et des tromboses,
  • contrôle de pose de stents, coils et clips,
  • éventuelle suppléance d’un scanner indisponible en cas d’urgence.

Ergonomie et interface : tout, près du patient

Contrairement aux salles traditionnelles de coronarographie ou angiographie, le post-traitement n’est plus l’apanage d’une console dédiée dans une pièce adjacente : la totalité des informations de l’examen, temps réel ou calculs sont présentes sur les écrans adjacents à la table. Les équipements sont systématiquement proposés avec, au moins, 2 écrans, voire 3 comme c’était le cas sur le salon. Les deux premiers sont destinés à la visualisation des images de fluoroscopie, les soustractions, les reconstructions 3D, les informations d’identification du patient et les données spatiales de la table et de l’arceau (sauf chez Siemens où il y a un écran dédié) tandis que le 3e est destiné à la comparaison et la fusion d’images venant des autres modalités.

Outre cette centralisation des informations de tous types sur une même console en salle, les constructeurs s’efforcent de simplifier l’ergonomie de leurs équipements tant au niveau des commandes de table et d’arceau qu’au niveau des nombreuses séquences d’imagerie et de mesures totalement automatisées. L’utilisation des mêmes interfaces entre les équipements de radiologie interventionelle et les scanners de la même marque constitue un moyen supplémentaire de simplifier la manipulation pour les utilisateurs. En outre, chez GE et PHILIPS, cette similitude n’est pas qu’apparente car ces 2 marques ont intégré les tubes de leurs scanners dans leurs systèmes interventionnels.

La 3D et les nouvelles fonctionnalités qui lui sont liées nécessitent des mouvements véloces et complexes des arceaux. De ce fait, les systèmes présentés sont de moins en moins encombrants et, extérieurement, de plus en plus dépouillés. Pour garantir la sécurité des patients, en particulier, lors des séquences impliquant des déplacements rapides, les constructeurs proposent tous des systèmes anti-collision adaptés.

Interventionnel hors cardiovasculaire

À ce jour, SIEMENS est le seul constructeur à proposer un système bi-plan à capteurs pour les applications neurologiques (ou cardiologiques en pédiatrie). Il est équipé d’un capteur 20 × 20 cm et d’un capteur 30 × 40 cm. Une nouvelle version avec 2 capteurs 30 × 40 est actuellement à l’étude.

Philips et GE confirment que leurs développements sont en cours.

L’OFFRE INDUSTRIELLE
Le marché

À ce jour, seules les salles GE, PHILIPS et SIEMENS à capteur plan sont disponibles à la vente en France. Les remarques qui suivent ne concernent donc que ces constructeurs.

L’année 2005 profitera de l’arrivée des nouveaux systèmes pour confirmer la tendance actuelle ; même si les salles qualifiées de conventionnelles avec amplificateur de brillance restent proposées à la vente, près de 85 % des achats seront des salles avec capteurs plan et les constructeurs tablent sur une évolution dépassant les 90 % en 2006.

Sur plus de 4 000 installations avec capteurs plan, la modalité angio-coronarographie a une part évaluée à 1 150 systèmes.

L’investissement reste encore élevé avec des coûts variant de 1,1 M€ à 1,3 M€ en fonction des logiciels.

Siemens, la seule société ayant la salle biplan cardiologique 20 × 20 cm, revendique environ 50 salles installées dans le monde. Pour ce modèle, il faut compter environ 1,55 M€.

Le marché Français en 2004 a représenté environ 21 M€ avec 85 % d’installation en capteur plan. Les salles de coronarographie ont représentés 60 % du marché et ont toutes été équipées en capteur plan.

Les capteurs

Hormis GE qui conçoit et fabrique son propre capteur « Revolution », Shimadzu qui fabrique également son capteur « Safire », les autres constructeurs intègrent ceux fabriqués par TRIXELL (Philips et Siemens), ANRAD (Toshiba qui est le concepteur de son capteur « DynaDirect »).

General Electric (http://www.ge.com)

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Le RSNA 2004 fut l’occasion de présenter la nouvelle INNOVA 3100, équipée d’un capteur plan 30 × 30. Dans la gamme GE, elle se situe entre l’INNOVA 2000 et l’INNOVA 4100.

L’INNOVA 2000, avec un capteur 20 × 20 est dédiée à la cardiologie. Après le lancement des salles à capteur plan statique en 1997, l’INNOVA 2000 fut en 2000, la première application du capteur plan dynamique chez GE. Cette salle conserve sa vocation première, à savoir, la cardiologie. L’INNOVA 4100, lancée en 2002, fut la première à proposer des acquisitions en rotation et les modalités 3D qui en découlent. Avec son capteur 40 × 40, elle est orientée neurovasculaire, abdominal et périphérique.

Positionnée entre les deux, l’INNOVA 3100 joue la carte de la polyvalence dans le domaine cardiovasculaire.

Cette salle est équipée avec le même tube que celui du scanner Lightspeed VCT (3200 W au lieu de 900 W sur les modèles à amplificateur de brillance). 4 champs d’exploration sont disponibles : 30, 20, 16 et 12 cm. Les cadences images se déclinent selon les applications : fluoroscopie et mode cardiaque variable jusqu’à 30 i/s, mode DSA jusqu’à 7.5 i/s, angiographie rotationnelle et 3D à 30i/s La résolution optimale est de 100 µm (contre 250 – 300 µm sur les systèmes à amplificateur de brillance). Les images sont reconstruites en 512 × 512 pour les images 3D ou, au maximum, en 1024 × 1024 pour celles en deux dimensions.

Pour améliorer la qualité d’image, GE s’appuie sur plusieurs algorithmes dont :

  • « DRM » (Dynamic Range Management) pour ajuster le niveau de gris et le contraste en temps réel, en fonction des organes observés
  • « AutoEx » pour optimiser tous les paramètres de l’exposition en temps réel
  • « Smart Fluoro » pour la réduction du bruit en scopie et la détection des mouvements.

Les principales fonctionnalités logicielles mises en avant par le constructeur sont :

  • « Innova Breeze » qui autorise le suivi de bolus soustrait en temps réel avec le déplacement variable de la table sur une plus grande longueur en acquisition, de l’abdomen jusqu’au pied. Il n’y a donc plus la nécessité de répéter les positions de départ et d’arrivée ; le contrôle de la vitesse du plan de table est ajustable par l’opérateur selon le suivi pathologique.
  • En 3D vasculaire, GE privilégie un mode d’acquisition rapide à 30i/s, au cours d’un spin à 40°/s. Cette technique permet d’acquérir en mode non soustrait 150 images et elle permet de reconstruire simultanément les vaisseaux et les structures environnantes (osseuses et tissus mous). D’autre part GE développe également un mode 3D non vasculaire à vitesse lente qui permet d’acquérir plus d’image pour obtenir des reconstructions du type scanner.

Outre ces nouvelles fonctionnalités et la qualité d’image, il est à noter que ces nouveaux systèmes permettent une réduction de dose pouvant atteindre de 60 à 70 % par rapport aux systèmes traditionnels à amplificateur de brillance.

À la fin des années 90, le marché de l’angiographie était en perte de vitesse. L’apparition des capteurs plan et la diversification des applications des salles interventionnelles a permis de relancer le marché. Aujourd’hui, leur utilisation est à 60-70 % vasculaire + 30-40 % non vasculaire (urologie, oncologie… et notamment dans des domaines de pointe telle la cimentoplastie).

D’autres développements, actuellement à l’étude, contribueront à dynamiser ce secteur. La perfusion est en étude ; les logiciels 3D non vasculaire (évaluation sur le foie, le rein, … au CHU de Toulouse- Hôpital de Rangueil) sont annoncés pour juillet 2005. Les mêmes investigations sont réalisées en neuroradiologie au CHU Nancy Saint Julien. Par ailleurs, même si l’offre en salle biplan n’est pas encore disponible, le constructeur annonce l’utilisation de la même table pour la salle neurovasculaire sur laquelle est déjà prévue la console de commande pour les 2 arceaux.

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

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Le système Allura Xper FD20 (Xper : X-ray personalized) constitue la dernière nouveauté exposée par PHILIPS au RSNA 2004. Elle est présentée comme la première salle cardiovasculaire à fournir une image 2K × 2K avec une résolution de 154 µ pixels, 4 fois supérieure à celle d’une salle traditionnelle. Avec son capteur 30 × 40, le champ est variable de 30 × 40 cm à 16 × 16 cm pour les interventions cardiaques. 3 machines sur les 4 que comporte la gamme sont commercialisées en France.

La salle angio-vasculaire a un statif en « C » et la salle cardiologie un statif en « G ».

L’acquisition se fait avec une vitesse de rotation de l’arceau qui atteint 30°/s en angio rotation et 55°/s en hélicoïdal (plus utilisé en neuro).

En ce qui concerne les interfaces utilisateur et les composants majeurs, PHILIPS cherche à harmoniser sa gamme interventionnelle avec celle des scanners.., Cette nouvelle salle Allura Xper FD20 bénéficie donc du tube MRCX associé à la filtration « SpectraBeam » directement issu de la famille CT. La nouvelle console « Viewforum », qui est une console multimodalités permet de travailler les images et de les visualiser.

En complément, l’ergonomie a été recherchée : une console de commande à écran tactile se fixe sur le bord du lit, 3 écrans (non motorisés et manipulables à la main) sont directement disponibles au niveau de la table. En complément des images temps réel, ils permettent d’afficher les données patient, fusionner les images issues des autres modalités (CT, IRM, échographie) mais aussi les reconstructions 3D, disponibles environ 4 secondes après l’acquisition, d’où leur appellation « temps réel ».

Imposé par les vitesses de rotation du détecteur, PHILIPS a développé son propre système anticollision sans contact, « Bodyguard », dont le principe est une mesure de différence d’impédance avec le corps, et qui s’arrête, avant le contact, à 1 cm de la surface du patient.

Pour faciliter l’examen mais aussi l’enrichir, PHILIPS a développé une large gamme d’options logicielles dont les suivantes, présentées sur le salon :

  • « Stentboost » : réhaussement des contours du stent, cette option permet de valider le bon déploiement des stents et coils,
  • « CAAA » (Computed Assisted Aneurysm Analysis) : calcule la tailles des anévrismes et détermine la forme exacte des sondes pour entrer dans les artères concernés,
  • Roadmaping 3D : Superposition des images 3D et fluoroscopiques pour le suivi du cathéter.

Lors des précédentes sorties de salle à capteur plan, PHILIPS avait systématiquement constaté que le transfert des ventes des salles à amplificateur de brillance vers celles à capteur plan avait lieu dans la première année de commercialisation des nouveaux systèmes. Le constructeur s’attend donc, dans le proche futur, à ne plus recevoir des commandes que pour les systèmes entièrement numérisés.

Parmi les développements futurs, PHILIPS annonce une salle biplan cardiologique avec capteur 20 × 20, une nouvelle table MultiDiagnost Eleva équipé de capteur plan FD20 avec un arceau en « C » isocentrique à 180° qui permettra de réaliser les examens standards et interventionnels, une salle interventionnelle biplan neuro avec un couple de capteurs 30 × 40 + 20 × 20, l’option Xpert CT de superposition image 3D avec coupe scanographique (2e semestre 2005) et le road mapping 3D. Le cru RSNA 2005 devrait être riche chez PHILIPS.

Siemens (http://www.siemens.com)

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Bâti autour du même détecteur de base FD (taille 30 × 40 cm) produit par TRIXELL, le système siemens est présenté en 2 versions : 1 système avec fixation au sol (AXIOM Artis dFA) et 1 système avec fixation au plafond (AXIOM Artis dTA). La grande nouveauté pour ces systèmes est la nouvelle application d’angiographie rotationnelle DynaCT, dont le principe est de produire une coupe scanographique avec l’arceau. L’avantage principal mis en avant pour cette application est l’aide à une prise de décision rapide, sans transférer le patient au scanner, en cas de complications pendant l’intervention. Ce nouveau système sera proposé à la vente en France à partir de mars 2005.

Une rotation complète est effectuée en 10 secondes et permet d’acquérir 300 images. Il faut ensuite 4 minutes pour la reconstruction.

L’arceau a subi des améliorations qui augmentent ses possibilités de positionnement ; la tête du capteur plan peut rester fixe pendant que l’arceau tourne, cela permet à l’opérateur de garder son image intacte (plan de coupe) tout en dégageant l’arceau. Le panneau de commande de la table, à écran tactile, comporte la quasi-totalité des programmes d’acquisition.

Le système comporte aussi 3 moniteurs de visualisation en salle avec un champ de vue ayant une incidence de 170°.

La station de travail « LEONARDO » est la même que sur les autres modalités ; avec le logiciel InSpace 3D, il est possible en 60 secondes d’obtenir les images 3D. Cette puissance de traitement des images permet aux opérateurs d’obtenir rapidement les informations de repérage et de quantification.

C’est la seule société qui possède un système biplan avec une paire de capteurs 20 × 20 cm et 30 × 40 cm.

En WIP, la société travaille avec STEREOTAXIS sur un système de guidage de la sonde sous champ électromagnétique qui pourrait être couplé aux salles interventionnelles SIEMENS.

Toshiba (http://www.medical.toshiba.com)

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L’annonce majeure de la société a été la présentation du nouveau système vasculaire INFINIX VC-i couplé à la console Vitréa. Ce système est mixte (coronaro-vasculaire) et possède une architecture basée sur un double processeur pour accroître la rapidité de reconstruction des images jusqu’à 60 images/seconde. La société annonce également une table (Ultimax/FPD) avec capteur plan 35 × 35 cm (V/RF-150) ainsi qu’un nouveau capteur V-150 pour le marché européen qui est encore en WIP. Le capteur plan est fabriqué par une firme canadienne, ANRAD.

La salle permettra dans le futur de faire des images 1024 × 1024 à la cadence de 7 images/s ainsi que 30 images/s en angiographie rotationnelle, 2048 × 2048 à 2.5 images/s ou 512 × 512 à 60 images/s. En angiographie, l’acquisition s’effectue à 40-50° / s pour ensuite permettre une reconstruction 3D en quelques minutes à la résolution de 256 × 256. Une reconstruction en 5122 est disponible en moins de 5 minutes en tâche de fond.

Les salles Infinix-i intègrent le logiciel C-Arm angle trigger. (Technologie RDSA – 3D)

Afin de parfaire les techniques de reconstruction 3D vasculaire connues à ce jour, Toshiba Medical System a mis au point un procédé d’acquisition en angiographie rotationnelle dans lequel c’est l’arceau qui synchronise l’émission RX avec l’acquisition des données ; jusqu’à présent tous les systèmes synchronisaient l’acquisition des données avec les signaux envoyés par le générateur de rayons-X. « X-Ray ON trigger ».

La société commercialise la salle Infinix CC-i, orientation cardiologique, avec amplificateur de brillance depuis près de 18 mois ; cette salle peut évoluer en recevant les capteurs plans 20 × 20 cm (opération déjà faite sur certains sites en Europe, aux USA et au Japon).

Dans la gamme cardiologie 2 autres configurations sont disponibles : l’Infinix CS-i (système arceau au sol) et l’Infinix CB-i (Système cardiaque biplan), en version amplificateur ou en version capteur plan.

Les installations actuelles équipées en amplificateur de brillance sont upgradables avec des capteurs plans.

La pénétration du marché est toute récente avec 3 installations en France et 45 salles en Europe dont une dizaine avec capteur plan.

Les Autres

On notera le système STERIS 6000F8 de SHIMADZU qui est un arceau avec fixation au sol et équipé de capteur 20 × 20 cm pour la cardiologie et 40 × 40 pour le vasculaire. Le capteur « Safire » est de fabrication propre à la société et possède une résolution de 150 microns.

Un appareil « scanner » ou « table avec capteur tournant », Dominion, était présenté par la société Imaging3. Cette société, dont l’activité principale est la distribution du matériel recyclé, présente ce système comme un scanner et en même temps comme un statif à capteur paln. La question pour ce prototype sera de savoir ce que sera : la cadence, les incidences réalisables, pour quelle application, « Wait and see ».

Du coté des développeurs, VIATRONIX a mis au point des nouveaux outils pour la fusion des images vasculaires 3D reconstruites avec les images 2D de type scanner, IRM ou radiologique.

Conclusion

Les nouveautés RSNA 2004 en radiologie interventionnelle étaient centrées sur les systèmes à capteur plan. La plupart des salles présentées (ou leurs modèles adjacents) tournent déjà en routine dans le domaine cardiovasculaire. Les plus importantes innovations attendues pour le futur proche concernent les salles interventionnelles hors cardiovasculaires pour des applications sur les organes mous. Les autres développements toucheront l’offre en logiciel avec de nouvelles fonctionnalités, des améliorations de qualité d’image et des progrès en réduction de dose.

En conclusion, ce RSNA 2004 a confirmé les avancées, qui laissent encore une marge de progression, dans le domaine de l’amélioration de la qualité d’image, la réduction de dose au patient, la limitation des examens multiples angiographie, CT, IRM, échographie, grâce aux nouveaux outils de traitement d’image, de fusion d’image. Nul doute que la question sur la réduction du nombre d’angiographie avec l’arrivée des scanner multicoupes ne se pose plus en ces termes, mais se transformera en « quel outil utiliser pour assurer une meilleure prise en charge du patient » ? Laissons le soin à l’édition du RSNA 2005 de nous réserver d’agréables surprises.





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