Utilisation d’images monoénergétiques virtuelles pour la réduction d’artefacts étendus associés aux implants dentaires dans le scanner à détecteur de comptage de photons

Cette étude évalue l’impact de la reconstruction d’images monoénergétiques virtuelles sur les artefacts des implants dentaires dans le détecteur de comptage de photons CT. Les résultats actuels indiquent que les VMI sont un outil utile pour réduire les artefacts des implants dentaires et permettent ainsi une meilleure évaluation de la cavité buccale. L’amélioration de la qualité des images associée au VMI peut permettre la détection de pathologies qui seraient autrement masquées par des artefacts dans les images CT conventionnelles.

Il existe différentes causes d’artefacts associés aux implants. Le durcissement du faisceau, basé sur la perte de signal préférentielle des photons de basse énergie, provoque des artefacts hypodenses²⁰. La famine de photons, qui conduit à des artefacts hypodenses, est observée lorsque trop peu de photons peuvent traverser une structure dense.²¹. Les artefacts de diffusion, principalement dus à une diffusion incohérente, contribuent à une atténuation plus élevée des rayons X^22,23. Les VMI à haute énergie traitent principalement les artefacts provoqués par le durcissement du faisceau. À mesure que les photons de faible énergie sont absorbés plus rapidement par un objet qu’ils traversent, l’énergie moyenne des photons détectés augmente, provoquant des artefacts lors de la reconstruction de l’image.²⁴. Grâce à l’utilisation d’un VMI à keV élevé, ces artefacts peuvent être réduits. Cependant, les images à keV élevé montrent généralement une diminution du contraste. Le CNR en PCD-CT est plus élevé qu’en EID-CT^15,25,26,27ainsi la technologie PCD-CT permet des reconstructions en keV plus élevées dans l’évaluation diagnostique.

L’effet de la réduction des artefacts associés au VMI a atteint un plateau au VMI_{160 keV}, aucune amélioration supplémentaire n’a été observée lors des reconstructions énergétiques plus élevées. Une explication possible de ce phénomène est que les effets bénéfiques du VMI sont déjà maximisés au VMI._{160 keV}.

Dans la présente étude, les artefacts n’ont pas été complètement éliminés dans le VMI mais ont simplement diminué. Ces artefacts restants pourraient être causés par d’autres effets que le durcissement du faisceau, par exemple une privation de photons. Une autre explication possible est la sélection de patients porteurs d’au moins cinq implants dentaires et donc d’artefacts relativement importants. À l’appui de cette thèse, des études antérieures comportant de nombreux artefacts n’ont observé que des différences mineures, en particulier entre les VMI à keV élevé.².

L’étendue des artefacts hypodense et hyperdense a été réduite dans le VMI reconstruit, ce qui a entraîné une amélioration des scores qualitatifs et quantitatifs. Pour les artefacts hyperdenses, la réduction de l’étendue des artefacts ainsi que l’augmentation de la qualité de l’image étaient très significatives. Bien que les mêmes tendances aient été observées pour les artefacts hypodenses, les résultats n’étaient pas significatifs, analogues aux études menées précédemment sur l’EID-CT.^2,5,7.

Pour l’évaluation quantitative, la méthode de placement des ROI pour la mesure de l’HU afin de quantifier l’étendue des artefacts a été utilisée. Il existe diverses autres approches pour déterminer l’étendue des artefacts, notamment les mesures de voxels et les formules de calcul.^28,29. Il n’existe actuellement aucun consensus concernant une référence en matière d’évaluation de l’ampleur des artefacts en tomodensitométrie. Dans la présente étude, une méthode pratique et compréhensible a été utilisée. Pour l’évaluation qualitative, deux radiologues ont évalué indépendamment les images à l’aide d’un système de notation sur une échelle de Likert allant de un à cinq, un étant la pire qualité et cinq la meilleure qualité possible. Une approche analogue a également été utilisée dans des études similaires antérieures^2,7.

Des différences importantes dans la réduction des artefacts semblent être causées par la composition et l’orientation du matériau, car elles déterminent en général l’étendue des artefacts.²¹. Le réglage optimal du keV dépendra très probablement du matériau à l’origine de l’artefact ainsi que de l’étendue de l’artefact. Même si un algorithme personnalisé prenant en compte le matériau implantaire spécifique à chaque patient serait souhaitable, sa mise en œuvre clinique n’est pas réalisable. Une solution universelle est donc nécessaire pour la pratique clinique. Dans de rares cas, nous avons observé de nouvelles stries hypodenses qui s’aggravent avec l’augmentation du keV et détériorent ainsi la qualité diagnostique de la région. Ce phénomène n’a pas pu être observé pour la plupart des implants et obturations dentaires. Dans certains cas, il n’y avait pratiquement pas de différence entre les impressions subjectives des artefacts entre les différents VMI, alors qu’une différence quantitative pouvait être démontrée au chercheur principal. Globalement, dans la plupart des cas, la meilleure qualité diagnostique a été observée à 130 keV. Compte tenu de cela, la recommandation des auteurs serait de reconstruire en plus les VMI à 130 keV pour les examens PCD-CT avec de nombreux artefacts associés aux implants dentaires. Les résultats de nos études sont en ligne avec les études précédentes de réduction des artefacts associés aux implants dentaires réalisées sur un scanner double couche double énergie, privilégiant un réglage en keV entre 130 et 160 keV.^2,7. Les études réalisées sur les tomodensitomètres double source et double énergie recommandent un keV légèrement inférieur entre 100 et 130 keV, notamment en raison de la diminution du contraste à un keV plus élevé.^30,31. De manière générale, la plupart des études privilégient un niveau d’énergie VMI compris entre 100 et 140 keV^{4,32,33,34,35,36}. Une première étude fantôme sur PCD-CT n’a révélé aucun bénéfice des reconstructions à haute énergie, contrairement à nos résultats.³⁷. Une étude récente qui a évalué les artefacts des implants cochléaires dans les PCD-CT et EID-CT a révélé une réduction comparable des artefacts pour l’IMV des EID-CT et PCD-CT.³⁸.

Il y a plusieurs limites à cette étude. La configuration de l’étude était rétrospective, monocentrique et n’incluait qu’un petit nombre de patients. D’autres études incluant davantage de patients sont nécessaires pour tester le bénéfice clinique de l’IMV, en particulier une fois que des techniques supplémentaires de réduction des artefacts seront cliniquement disponibles et pourront être comparées.

En raison du caractère rétrospectif de l’étude, aucun historique dentaire exact n’était disponible. Par conséquent, les différentes compositions des implants inclus sont inconnues. Cependant, cela ressemble à une situation réelle, dans laquelle il n’existe généralement aucune connaissance disponible concernant le matériau des implants dentaires. Néanmoins, étant donné que différents matériaux provoquent différents artefacts, il serait intéressant de savoir dans quelle mesure les artefacts de chaque matériau peuvent être réduits à l’aide du VMI.³⁹. Nous avons remarqué que l’étendue des artefacts différait considérablement selon le type d’implant. Ainsi, des études portant sur la reconstruction optimale des artefacts en fonction du type d’implant sont nécessaires.

Des études plus approfondies sont nécessaires sur le PCD-CT pour évaluer les performances des algorithmes de réduction des artefacts métalliques (MAR), également en combinaison avec le VMI. Au moment de la fin de l’enquête, il n’existait aucun MAR clinique pour le PCD-CT. Même si le VMI a montré des améliorations dans la qualité des images diagnostiques, les artefacts ont simplement été réduits, et non éliminés. Il est encore possible d’optimiser davantage la réduction des artefacts pour les artefacts étendus.