Brevet FR3157095A1 — publié le 20250627

L’invention concerne un objet test (1) pour la simulation d’un objet dans un appareil d’imagerie médicale, comportant l’empilement suivant, selon une hauteur de l’objet test prise sur un axe longitudinal XX : - un premier (11) solide constitué d’un premier matériau ; - un deuxième (21) solide constitué du deuxième matériau ; le premier matériau étant différent du deuxième matériau ; le premier solide (11) et le deuxième solide (21) comportant chacun plusieurs logements (12, 22) s’étendant sur une partie de la hauteur de chaque solide (11, 21) et ouverts sur des faces libres de chacun des premier et deuxième solides (11, 21). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Objet test de qualité des images en tomodensitométrie conventionnelle et spectrale. L’invention concerne un objet test d’imagerie pour évaluer la qualité des images tomodensitométriques. En particulier, elle concerne l’analyse des images spectrales, soit en double-énergie en combinaison avec les scanners double-énergie soit en multi-énergie en combinaison avec les scanners à comptage photonique. ETAT DE LA TECHNIQUE Les images spectrales générées par les scanners à double énergie (en anglais, « Dual Energy Computed Tomography » (DECT)) et multi-énergie issues des scanners à comptage photonique offrent de multiples avantages pour diverses applications cliniques, comme la correction des artéfacts métalliques, l’augmentation de l’atténuation des tissus rehaussés par les produits de contraste, la simulation d'images sans injection, l'analyse fonctionnelle et quantitative des tissus ainsi que l’utilisation de nouveaux agents de contraste mettant en œuvre des caractéristiques spectrales tissulaires différentes. Dans ce contexte, les radiologues peuvent utiliser plusieurs types d'images spectrales : (1) des cartes non spécifiques à un matériau, comme les images virtuelles mono énergétiques (IVM), les images en Z-effectif et les images de densité électronique ; (2) des cartes spécifiques à un matériau, comme la densité d'iode, les images d’eau ; (3) les images virtuelles sans produit de contraste basées sur une décomposition des tissus en 2 bases de type iode/eau par exemple et (4) images K-edge basée sur une décomposition en 3 matériaux exclusivement accessible en imagerie multi-énergie. Ces images sont obtenues en redistribuant le rapport de l’effet photoélectrique et de la diffusion Compton dans chaque voxel. Elles sont calculées (dans le domaine de la projection ou dans le domaine de l'image) à partir des spectres de photons de basse et haute énergie, qui peuvent tous deux être obtenus lors de l'acquisition ou à la détection selon la technologie du scanner (à double-énergie ou à comptage photonique) utilisé. Des différences technologiques importantes existent entre ces plateformes et nécessitent d’évaluer leur impact sur les performances spectrales. En outre, l’apparition de nouveaux scanners à comptage photonique vont permettre de générer des images non plus à double-énergie mais à multi-énergie et de nouveaux agents de contraste seront utilisés en clinique. Les objets tests habituellement utilisés pour les acquisitions en scanner conventionnel ne sont pas adaptés pour étudier l’ensemble des métriques utiles à l’évaluation des différentes images spectrales. En effet, ils permettent d’évaluer les métriques classiques (signal, bruit, etc.) et avancées/innovantes (Spectre d’amplitude du bruit (en anglais, Noise Power Spectrum ; NPS), fonction de transfert de modulation adaptée à une tâche clinique (en anglais, task-based transfer function ; TTF) et index de détectabilité) dans des conditions cliniques proches de celles retrouvées pour des acquisitions en scanner conventionnel. Cependant, ils ne sont pas adaptés aux images spectrales car ils ne sont pas composés d’inserts avec des densités proches des produits de contraste utilisés en pratique clinique. D’autres objets tests dits « Dual-energy » ou « Multi-energy » possèdent ces types d’inserts mais ne sont pas adaptés pour calculer ces nouvelles métriques avancées/innovantes. Ces caractéristiques constituent des limites importantes à la translation des résultats de l’objet test vers l’homme. Il existe ainsi un besoin d’avoir un objet de test standardisé pour évaluer les performances des images spectrales en combinaison de métriques adaptées (classique et avancées/innovantes). L’invention propose un objet test pour évaluer la performance de différentes images. A cet effet, l’invention propose un objet test pour la simulation d’un objet dans un appareil d’imagerie médicale, comportant l’empilement suivant, selon une hauteur de l’objet test prise sur un axe longitudinal XX : - un premier solide constitué d’un premier matériau ; - un deuxième solide constitué du deuxième matériau ; - le premier matériau étant différent du deuxième matériau ; - le premier solide et le deuxième solide comportant chacun plusieurs logements s’étendant sur une partie de la hauteur de chaque solide et ouverts sur des faces libres de chacun des premier et deuxième solides. L’invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - il comprend plusieurs bouchons configurés pour fermer de manière étanche chaque logement, chaque logement étant adapté pour recevoir un liquide. - le premier matériau du premier solide est du PMMA et le deuxième matériau du deuxième solide est du polystone extrudé. - le premier solide et le deuxième solide sont constitués de plusieurs plaques superposées, les logements s’étendant sur une partie des plaques aux extrémités de manière à laisser des plaques centrales pleines. - chaque solide comprend trois plaques de 4 cm chacune ou une plaque de 8 cm et une plaque de 4 cm, les logements s’étendant sur deux plaques de 4 cm ou sur une plaque de 8 cm, sur une longueur de 75 mm. - il comprend cinq logements de 28,5 mm de diamètre, avec un logement central étant situé au centre de chacun des premier et deuxième solides et quatre logements positionnés autour du logement central, les centres des logements périphériques étant situés à 75 mm du centre du logement central et à 60 mm du bord de l’objet test. - chaque bouchon est adapté pour fermer de manière étanche chaque logement au moyen de vis périphériques et d’un joint torique par exemple un joint en Nylon. - l’objet test est de forme cylindrique de 270 mm de diamètre et de 240 mm de long, les premiers et deuxièmes solides étant chacun des cylindres de 270 mm de diamètre et de 120 mm de long. L’objet test selon l’invention permet de mesurer l’ensemble des métriques (classiques & avancées/innovantes présentées ci-dessus) utiles à l’évaluation des différentes images spectrales dans des conditions cliniques variées. Les logements prévus permettent d’introduire des inserts comprenant différentes concentrations connues (calcium et iode notamment) ou bien d’injecter directement un produit contraste avec la concentration souhaitée. L’objet test selon l’invention est ainsi modulable et s’applique à diverses modalités d’imagerie. PRESENTATION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : la FIG. 1 illustre une vue d’ensemble de l’objet test selon un mode de réalisation de l’invention ; la FIG. 2 illustre une vue de côté de l’objet test selon un mode de réalisation de l’invention ; la FIG. 3 illustre une vue en coupe de l’objet test selon un mode de réalisation de l’invention. Sur l’ensemble des figures les éléments similaires portent des références identiques. DESCRIPTION DETAILLEE L’objet test 1 illustré sur la FIG. 1 se présente sous la forme d’un cylindre composé d’un premier solide 11 constitué d’un premier matériau et d’un deuxième solide 21 constitué du deuxième matériau. L’objet test s’étend d’une première extrémité 2 à une deuxième extrémité 3 selon un direction longitudinale XX. Le diamètre de l’objet test est de 270 mm et présente une longueur totale de 240 mm. Le premier matériau est de préférence différent du deuxième matériau, notamment en termes de densité et donc de contraste. A titre d’exemple le premier matériau est du PMMA et le deuxième matériau est du polystone extrudé. Ces deux matériaux permettent de simuler la graisse péritonéale dans l’abdomen et les tissus abdominaux (hépatiques, spléniques, rénaux) rehaussés par de l’iode. Bien entendu, d’autres matériaux peuvent être utilisés pour simuler d’autres tissus comme par exemple le muscle squelettique ou encore l'os. De manière avantageuse, l’objet test 1 est composé de plusieurs plaques 11a, 11b, 11c, 21a, 21b, 21c cylindriques superposées entre elles. L’utilisation de plusieurs plaques 11a, 11b, 11c, 21a, 21b, 21c permet de faciliter la fabrication de l’objet test 1. Pour des raisons d’homogénéité de la structure, chaque solide 11, 21 est constitué du même nombre de plaques 11a, 11b, 11c, 21a, 21b, 22c. A titre d’exemple, chaque solide 11 ou 21 comprend trois plaques 11a, 11b, 11c ou 21a, 21b, 21c. Un nombre de plaques différent peut bien entendu être prévu pour chaque solide. Cependant, plusieurs plaques d’un solide peuvent être remplacées par une seule plaque de même dimension longitudinale que celle constituée par l’assemblage de deux plaques. De manière avantageuse, chaque solide 11, 21 comprend plusieurs logements 12, 22, qui se présentent sous la forme de trous borgnes (comprenant un fond) formés dans la hauteur de chaque solide 11, 21. Ces logements 12, 22 s’étendent sur une partie de la hauteur de chaque solide de manière qu’une partie 4, 11c, 21a centrale de l’objet test 1 soit dépourvue de trous. Comme illustré sur la FIG. 3 , pour chaque solide 11, 21 deux plaques sur trois sont traversés par les logements. Chaque solide 11, 21 comprend cinq logements 12, 22 positionnés au centre de l’objet test et aux quatre positions cardinales. Les quatre logements autour du logement central ont un centre qui se situe à 75 mm du centre du logement central et 60 mm du bord de l’objet test. Les logements 12, 22 peuvent être fermés de manière étanche au moyen de bouchons 13, 23. A ce titre, un bouchon en PMMA muni de plusieurs (par exemple quatre) vis périphériques et d’un joint torique en Nylon est prévu pour chaque logement 12, 22. En effet, ces logements 12, 22 sont adaptés pour contenir tous types de liquides dont notamment plusieurs types de produits de contraste de composition (par exemple basés sur des atomes à haut numéro atomique tels que l’iode, gadolinium, or, bismuth, ytterbium, tantalum, hafnium, holmium), densité et concentration choisies par l’opérateur. De plus, en l’absence de bouchons, ces logements 12, 22 peuvent contenir différents types d’inserts solides de diamètres adaptés aux diamètres de ceux-ci. De tels inserts peuvent être directement usinés à l’intérieur ou insérés de manière interchangeable. En outre, les inserts peuvent ne pas remplir complètement le logement correspondant en profondeur. De manière avantageuse, chaque plaque 11a, 11b, 11c, 21a, 21b, 21c présente une épaisseur : 4 cm d’épaisseur. Cependant les plaques 11a, 11b, 21b, 21c traversées par les logements peuvent être regroupées deux à deux en une seule plaque de 8 cm. Également, de manière avantageuse, Chaque logement est cylindrique et présente un diamètre interne de 28,5 mm de côté et de 75 mm de profondeur. Les sections des premier et deuxième solides 11, 21 qui comprennent des logements dans lesquels sont injectés les agents de contraste et des solutions biologiques (sang, eau, sérum) permettant d’analyser différents paramètres comme la précision des UH, la résolution spatiale (notamment la task-based transfer function), la précision de la concentration des atomes d’un agent de contraste spécifique (des atomes à haut numéro atomique tels que l’iode, gadolinium, or, bismuth, ytterbium, tantalum, hafnium, holmium). La section centrale 4, 11c, 21a qui est homogène et non traversée par des logements permet d’évaluer l’amplitude, l’homogénéité et la distribution fréquentielle du bruit dans l’image dans deux milieux différents notamment via l’utilisation du Noise Power Spectrum. Objet test (1) pour la simulation d’un objet dans un appareil d’imagerie médicale, comportant l’empilement suivant, selon une hauteur de l’objet test prise sur un axe longitudinal XX : - un premier (11) solide constitué d’un premier matériau ; - un deuxième (21) solide constitué du deuxième matériau ; le premier matériau étant différent du deuxième matériau ; le premier solide (11) et le deuxième solide (21) comportant chacun plusieurs logements (12, 22) s’étendant sur une partie de la hauteur de chaque solide (11, 21) et ouverts sur des faces libres de chacun des premier et deuxième solides (11, 21). Objet test selon la revendication 1, comprenant plusieurs bouchons (13, 23) configurés pour fermer de manière étanche chaque logement (12, 22), chaque logement étant adapté pour recevoir un liquide. Objet test selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le premier matériau du premier solide (11) est du PMMA et le deuxième matériau du deuxième solide (21) est du polystone extrudé. Objet test selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le premier solide (11) et le deuxième solide (21) sont constituées de plusieurs plaques (11a, 11b, 11c, 21a, 21b, 21c) superposées, les logements (12, 22) s’étendant sur une partie des plaques (11a, 11b, 21b, 21c) aux extrémités de manière à laisser des plaques centrales (11c, 21a) pleines. Objet test selon la revendication 4, dans lequel chaque solide comprend trois plaques de 4 cm chacune, les logements s’étendant sur deux plaques (11a, 11b, 21b, 21c) sur une longueur de 75 mm. Objet test selon l’une des revendications précédentes, comprenant cinq logements (12, 22) de 28,5 mm de diamètre, avec un logement central étant situé au centre de chacun des premier et deuxième solides (11, 21) et quatre logements positionnés autour du logement central, les centres des logements périphériques étant situés à 75 mm du centre du logement central et à 60 mm du bord de l’objet test. Objet test selon l’une des revendications 2 à 6, dans lequel chaque bouchon (13, 23) est adapté pour fermer de manière étanche chaque logement (12, 22) au moyen de vis périphériques et d’un joint torique par exemple un joint en Nylon. Objet test selon l’une des revendications précédentes, de forme cylindrique de 270 mm de diamètre et de 240 mm de long, les premiers et deuxièmes solides étant chacun des cylindres de 270 mm de diamètre et de 120 mm de long.