La tomosynthèse numérique du sein (DBT) est une technique d’imagerie qui permet une reconstruction volumétrique du sein entier à partir d’un nombre fini de projections bidimensionnelles à faible dose obtenues par différents angles du tube à rayons X, avec un principe géométrique très similaire à celui appliqué dans la technique stratigraphique.
Contexte
Bien que la mammographie numérique directe (FFDM – Full Field Digital Mammography) ait amélioré la sensibilité de la méthode, en particulier dans les seins denses, le nombre de faux négatifs (FN) reste élevé, en grande partie à cause de la présence de tissus denses qui peuvent affecter la perceptibilité des lésions : la mammographie est, en effet, une « image de sommation » qui affiche sur un seul plan une représentation plus ou moins visible de toute structure traversée par le faisceau de rayons X entre les surfaces d’entrée et de sortie.
Les solutions théoriques au problème existent : la principale d’entre elles est l’IRM, mais ce n’est pas la solution idéale car elle est coûteuse, prend du temps et, dans de nombreux cas, peut ne pas être disponible dans le même service.
Ce qu’il faut au contraire, c’est une solution qui soit :
- a) abordable (un supplément sur le prix d’une mammographie),
- b) rapide (le radiologue doit pouvoir effectuer l’examen complémentaire immédiatement après avoir évalué les images mammographiques)
- c) pratique (l’examen doit être effectué dans la même zone physique par les mêmes opérateurs),
- d) simple (une nouvelle méthode exigerait que les techniciens et les radiologues apprennent de nouvelles procédures d’examen et d’évaluation).
Les phénomènes de sommation et de soustraction, potentiellement responsables de la production de faux positifs (FP) et du masquage des vrais positifs (TP), ont conduit en 1930 Alessandro Vallebona à créer et à mettre en œuvre la « stratigraphie » (ci-après dénommée « tomographie »), c’est-à-dire une technique complémentaire de radiodiagnostic visant à réaliser des images analytiques, à savoir représentatives uniquement des structures comprises dans les couches présélectionnées de la région concernée. Cette technique n’était pas sans inconvénients, parmi lesquels :
- résolution de contraste limitée permise par l’ombrage intrinsèque de l’image ;
- présence d’ombres parasites (c’est-à-dire de bruit de fond) ;
- dose totale élevée délivrée lors de multiples acquisitions séquentielles des couches considérées comme utiles.
Grâce à la technologie de l’écran plat, une réinterprétation en clé numérique de la tomographie de Vallebona a été proposée comme nouvel outil de détection précoce : la DBT-Digital Breast Tomosynthesis.
Tomosynthèse numérique du sein
Dans la DBT, le tube à rayons X effectue un arc de cercle, au cours duquel est acquise une série d’images dont chacune reçoit une dose égale à une fraction de celle fournie dans une mammographie standard. Au cours de l’acquisition, chaque élément du détecteur reçoit en temps voulu des informations liées à la séquence sur chaque élément du volume de l’objet. L’ensemble des projections numériques contient donc des informations structurelles complètes sur toutes les couches de l’objet sous forme de données brutes. Celles-ci sont envoyées à un ordinateur, où des algorithmes de reconstruction appropriés vont reconstituer l’ordre et la sommation correcte des valeurs de projection, ce qui permet, comme résultat final, d’obtenir des coupes comparables à celles de la tomographie conventionnelle, mais exemptes du critique expliqué précédemment.
La tomosynthèse, par conséquent, ne fournit pas des images de projection directe, mais des images reconstruites de n’importe quelles couches individuelles à travers plusieurs algorithmes disponibles, plus ou moins efficaces, chacun visant à éliminer de la tranche reconstruite les couches supérieures et inférieures « bruit structuré ».
Les algorithmes de reconstruction utilisés dans la première génération d’appareils (notamment l’algorithme de rétroprojection filtrée FBP, idéal pour la reconstruction d’acquisitions CT à 360°, mais pas optimal en reconstruction DBT, dans laquelle il génère du bruit et des artefacts) ont aujourd’hui été abandonnés pour des algorithmes itératifs, tels que le SART -Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique, et le MLEM – Maximum Likelihood Expectation Maximization, qui peuvent améliorer la qualité de l’imagerie par la réduction finale des artefacts de stries, ainsi que l’augmentation du rapport contraste/bruit, améliorant ainsi la visibilité des microcalcifications et du bord de la peau.
LaDBT permet la détection d’un plus grand nombre de lésions expansives et une meilleure analyse morphologique des masses et des distorsions architecturales, grâce au contraste des résultats supérieur à celui du fond, donné par les structures plus ombragées appartenant aux couches supérieures et inférieures, et ensuite à la plus petite quantité de bruit. On dépasse ainsi l’une des limites de l’imagerie bidimensionnelle, qui est le masquage des lésions causé par la superposition de structures normales.
La possibilité de séparer différentes couches suggère une réduction possible des faux négatifs et des faux positifs dus à la superposition.
Selon les données des premiers essais, la DBT est conçue pour offrir la conspicuité d’un pourcentage plus élevé de cancers du sein que la mammographie conventionnelle, réduisant le pourcentage de faux négatifs (FN) à une valeur estimée à environ 15%. Des études plus récentes indiquent une augmentation d’environ 30% de la sensibilité et de la spécificité de la DBT par rapport à la FFDM, avec une réduction des rappels de dépistage d’environ 40%.
Un autre avantage de la DBT est donné par l’absence de besoin de formation de l’opérateur (le sein est positionné comme la mammographie conventionnelle en projection MLO et/ou CC) et pour le radiologue (car il continue à effectuer le diagnostic à partir d’images avec les caractéristiques des mammographies).
Il est encore en cours une étude comparant les performances cliniques de la FFDM en deux projections (CC + MLO) et celles de la DBT en une seule projection (MLO) dans le respect de la contrainte de dose. Tant qu’il ne sera pas démontré au moins la « non-infériorité » clinique de la DBT par rapport au FFDM, il n’est pas raisonnable d’augmenter la dose de DBT. Pour cette raison, la dose est limitée de manière à ne pas dépasser la dose d’une FFDM à deux projections.
Les caractéristiques communes à tous les systèmes DBT sont le mode d’exécution (projection MLO), le temps d’acquisition (10-20 sec) et le temps de reconstruction (entre 40 et 180 sec), l’épaisseur des tranches (1 mm), le mode d’affichage (tranche unique, ou boucle ciné dalle), la possibilité de réaliser des mammographies standard et la sélection FFDM/DBT en temps réel avec une compression du sein en place.
Nous pouvons trouver, au contraire, une grande variabilité dans le nombre d’acquisitions reprise (entre 13 et 25) et l’angle d’acquisition (entre 15 ° et 50 °), des caractéristiques significatives dans la qualité de l’image qui dans DBT dépend de la dose et le nombre de projections et l’angle d’acquisition ainsi que le nombre d’expositions : ainsi, si un angle étroit avec peu d’exposition permet une acquisition 3D rapide mais de faible résolution, un grand angle avec autant d’expositions fournir une bonne résolution 3D mais à une acquisition à faible vitesse avec des moyens conséquents d’artefacts de mouvement et la détérioration de la qualité des images reconstruites.
Une alternative intéressante est représentée par la géométrie variable (V-DBT), qui offre la plus haute résolution 3D à une vitesse d’acquisition maximale en raison d’un échantillonnage non uniforme.
Dans la V-DBT, 13 images sont prises à travers le mouvement d’oscillation de 40° du tube, la centrale avec 50% de la dose totale délivrée (la même que celle requise pour une seule projection mammographique), et les 50% restants répartis de manière inégale entre les douze autres acquisitions.
L’algorithme de reconstruction du système V-DBT tire pleinement parti de toute information fournie dans la projection de 0°, qui est fondamentalement une mammographie standard caractérisée par un contraste élevé, qui fournit également des informations précieuses pour la visualisation des microcalcifications et leur identification par CAO 3D, pas encore disponible, mais certainement parmi les futurs développements liés à la DBT.
En conclusion, la DBT est certainement capable d’améliorer l’imagerie des seins denses en utilisant une dose de mammographie à deux projections, en préservant une haute résolution spatiale et un flux de travail rapide typique de la FFDM. La DBT peut améliorer la spécificité du dépistage en écartant les structures qui se chevauchent, facilitant ainsi l’identification des lésions si petites.
Les produits de contraste iodés peuvent ajouter des informations plus détaillées sur la dynamique de l’approvisionnement en sang des lésions précédemment identifiées, même par rapport à celles obtenues avec la CEDM – Mammographie numérique améliorée par contraste.