Apport du scanner ultra-haute résolution en imagerie otologique et osseuse

Ultra High Resolution CT in otologic and musculo-skeletal radiology

• Auteur / Autrice : Romain Gillet
• Direction : Pedro Teixeira, Lionel Athlani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 13/12/2024
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale BioSE - Biologie, Santé, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Imagerie adaptative diagnostique et interventionnelle (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Astrid Watrin-Pinzano
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yann Nguyen, Antoine Feydy, Anne-Sophie Bonnet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yann Nguyen, Antoine Feydy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Apprentissage profond

Imagerie pour le diagnostic

Imagerie

Os

Imagerie médicale -- Qualité de l'image

Mots clés libres

Scanner

Ultra-Haute résolution

Otologie

Os temporal

Ostéo-Articulaire

Computed tomography

Ultra-High resolution

Otology

Temporal bone

Musculo-Skeletal

Résumé

L'imagerie osseuse, notamment de sa vascularisation et de sa micro-architecture trabéculaire, ainsi que l'imagerie des osselets de l'oreille moyenne, les plus petits du corps humain, ont longtemps souffert du manque de résolution offert par les scanners conventionnels en routine clinique. Les performances du scanner conventionnel et de ses algorithmes de reconstruction d'image ont récemment été profondément bouleversées par l'arrivée sur le marché du scanner ultra-haute résolution et du Deep Learning. Ces innovations promettent une augmentation globale de la qualité d'image assortie d'une diminution de la dose d'irradiation délivrée au patient.Dans ce manuscrit, nous présentons les principes de fonctionnement d'un scanner à rayons X, l'état de l'art de la technique scanographique et de la reconstruction d'images, ainsi que l'anatomie des os longs et de l'oreille moyenne en introduction. Nous y présentons ensuite la comparaison de différents types de scanners et algorithmes de reconstruction par le biais d'études cadavériques, avant de fournir quelques applications cliniques de ces nouvelles techniques. Le CHRU de Nancy est actuellement le seul site en France doté d'un scanner ultra-haute résolution. Nous avons pu confirmer de manière objective l'augmentation de la précision des images obtenues, la potentielle réduction d'irradiation à appliquer en routine clinique et l'intérêt clinique préliminaire de cette nouvelle technique en pratique otologique et rhumatologique.

Bone imaging, particularly of its vascularization and trabecular micro-architecture, as well as imaging of the middle ear ossicles, the smallest in the human body, have long suffered from the lack of resolution offered by conventional scanners in clinical routine. The performance of conventional scanners and their image reconstruction algorithms has recently been profoundly changed by the arrival on the market of ultra-high-resolution scanners and Deep Learning. These innovations promise an overall increase in image quality, coupled with a reduction in the radiation dose delivered to the patient.In this manuscript, we present the operating principles of an X-ray scanner, the state of the art in scanning technique and image reconstruction, and the anatomy of the long bones and middle ear. We also present a comparison of different types of scanners and reconstruction algorithms using cadaveric studies, before providing some clinical applications of these new techniques. The Nancy CHRU is currently the only site in France equipped with an ultra-high resolution scanner. We were able to objectively confirm the increased precision of the images obtained, the potential reduction in irradiation to be applied in clinical routine, and the preliminary clinical interest of this new technique in otological and rheumatological practice.