Récapitulatif — DQPRM Imagerie 1
Récapitulatif — Définitions & Méthodes
DQPRM Imagerie — Annales 2011–2024
Luana Ixé
Qualité image Fourier & Échantillonnage Radiologie RX
Tomodensitométrie IRM Ultrasons
Méd. nucléaire / TEMP TEP Reconstruction
Recalage d’images
Table des matières
1 Qualité d’image 3
1.1 Résolution spatiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Bruit et SNR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Contraste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 Transformée de Fourier et Échantillonnage 6
3 Radiologie (Rayons X — Imagerie planaire) 7
3.1 Physique du faisceau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2 Contraste en radiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.3 Détecteurs et mammographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.4 Fluoroscopie / Arceau interventionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4 Tomodensitométrie (Scanner / TDM) 16
4.1 Architecture du scanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.2 Unités Hounsfield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.3 Dosimétrie scanner et double énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5 IRM — Imagerie par Résonance Magnétique 20
5.1 Bases physiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5.2 Relaxation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5.3 Séquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.4 Sélection de coupe et codage spatial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6 Échographie / Ultrasons 26
7 Médecine Nucléaire — TEMP 28
7.1 Gamma caméra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
7.2 Collimateur et corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8 Tomographie par Émission de Positons (TEP) 32
9 Reconstruction tomographique 34
10 Recalage d’images 37
Document rédigé par Luana Ixé – Copie et revente interdites M2 PMRHE — 2024/2025
,Récapitulatif — DQPRM Imagerie 2
Tableau récapitulatif des formules essentielles 39
Document rédigé par Luana Ixé – Copie et revente interdites M2 PMRHE — 2024/2025
,Récapitulatif — DQPRM Imagerie 3
Qualité d’image
Résolution spatiale
Définition — Résolution spatiale
Capacité d’un système d’imagerie à distinguer deux objets proches. Elle correspond à la taille
minimale d’un objet détectable dans l’image.
Définition — PSF — Fonction de Dispersion Ponctuelle
Réponse du système à une source ponctuelle idéale. Elle décrit l’étalement spatial d’un point
dans l’image.
Quantification : largeur à mi-hauteur (LMH / FWHM).
Mesure : acquisition d’une source ponctuelle ou linéaire dans des conditions standards.
Définition — FTM — Fonction de Transfert de Modulation (MTF)
Module de la transformée de Fourier de la PSF. Décrit la capacité du système à restituer le
contraste en fonction de la fréquence spatiale ν.
— Axes : abscisse = fréquence spatiale (mm−1 ) ; ordonnée = contraste (0–1).
— Système parfait : FTM = 1 pour toutes les fréquences.
— Système réel : décroissante, de 1 à basse fréquence vers 0 à haute fréquence.
— FTM globale d’une chaîne : produit des FTM de chaque composant (car convolution
↔ multiplication en Fourier).
Formule — FTM et résolutions
Y
FTM(ν) = |F [PSF]| (ν) FTMglobale = FTMi
i
q
Rtot = Ri2 + Rc2
— Ri : résolution intrinsèque (détecteur seul).
— Rc : résolution du collimateur.
— Rtot : résolution totale (extrinsèque).
1 Système idéal
Système réel
FTM
0.5
flim
seuil 10 %
0.1
0
0 1 2 3 4 5 6
Fréquence spatiale (pl/mm)
Figure 1 – Fonction de Transfert de Modulation (FTM). La FTM d’un système idéal vaut 1 à
toutes les fréquences. En pratique, elle décroît avec la fréquence : la limite de résolution flim est
conventionnellement définie à FTM = 10 %.
Document rédigé par Luana Ixé – Copie et revente interdites M2 PMRHE — 2024/2025
, Récapitulatif — DQPRM Imagerie 4
Bruit et SNR
Définition — Bruit et statistique de Poisson
Perturbation statistique aléatoire affectant les valeurs des pixels. En imagerie par rayonnement,
le nombre de photons détectés N suit une loi de Poisson :
√ 1
σ= N, bruit relatif = √
N
Définition — SNR — Rapport Signal sur Bruit
N √
SNR = √ = N
N
Plus N est grand (plus de photons), meilleur est le SNR.
Méthode — Faire varier le SNR
Paramètre modifié Effet sur le SNR
√
Dose (ou N ) multipliée par k SNR × k
Surface du pixel multipliée par k 2 SNR × k√
Temps d’acquisition multiplié par k SNR × √k
Courant (mA) multiplié par k SNR × k
√
Cumul de n acquisitions (IRM) SNR × n
Contraste
Définition — Contraste absolu et relatif
|S1 − S2 |
Cabs = |S1 − S2 | Crel =
Smax
Le contraste absolu est proportionnel au signal (augmente avec le nombre d’acquisitions). Le
contraste relatif est indépendant du nombre d’acquisitions.
Définition — Diagramme contraste-détail
Courbe reliant le contraste minimal détectable à la taille du détail. Permet d’évaluer si
un objet est visible dans l’image compte tenu du bruit et de la résolution.
Définition — Triangle de la qualité d’image
Trois paramètres antagonistes de la qualité d’image sont liés par la dose : résolution spatiale,
contraste et bruit. Améliorer l’un se fait au détriment des autres ou impose d’augmenter la
dose.
L’optimisation ALARA (As Low As Reasonably Achievable) ou AHARA (As High As Reaso-
nably Achievable) consiste à trouver le meilleur compromis pour la tâche clinique considérée.
Document rédigé par Luana Ixé – Copie et revente interdites M2 PMRHE — 2024/2025
Récapitulatif — Définitions & Méthodes
DQPRM Imagerie — Annales 2011–2024
Luana Ixé
Qualité image Fourier & Échantillonnage Radiologie RX
Tomodensitométrie IRM Ultrasons
Méd. nucléaire / TEMP TEP Reconstruction
Recalage d’images
Table des matières
1 Qualité d’image 3
1.1 Résolution spatiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Bruit et SNR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Contraste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 Transformée de Fourier et Échantillonnage 6
3 Radiologie (Rayons X — Imagerie planaire) 7
3.1 Physique du faisceau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2 Contraste en radiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.3 Détecteurs et mammographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.4 Fluoroscopie / Arceau interventionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4 Tomodensitométrie (Scanner / TDM) 16
4.1 Architecture du scanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.2 Unités Hounsfield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.3 Dosimétrie scanner et double énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5 IRM — Imagerie par Résonance Magnétique 20
5.1 Bases physiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5.2 Relaxation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5.3 Séquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.4 Sélection de coupe et codage spatial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6 Échographie / Ultrasons 26
7 Médecine Nucléaire — TEMP 28
7.1 Gamma caméra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
7.2 Collimateur et corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8 Tomographie par Émission de Positons (TEP) 32
9 Reconstruction tomographique 34
10 Recalage d’images 37
Document rédigé par Luana Ixé – Copie et revente interdites M2 PMRHE — 2024/2025
,Récapitulatif — DQPRM Imagerie 2
Tableau récapitulatif des formules essentielles 39
Document rédigé par Luana Ixé – Copie et revente interdites M2 PMRHE — 2024/2025
,Récapitulatif — DQPRM Imagerie 3
Qualité d’image
Résolution spatiale
Définition — Résolution spatiale
Capacité d’un système d’imagerie à distinguer deux objets proches. Elle correspond à la taille
minimale d’un objet détectable dans l’image.
Définition — PSF — Fonction de Dispersion Ponctuelle
Réponse du système à une source ponctuelle idéale. Elle décrit l’étalement spatial d’un point
dans l’image.
Quantification : largeur à mi-hauteur (LMH / FWHM).
Mesure : acquisition d’une source ponctuelle ou linéaire dans des conditions standards.
Définition — FTM — Fonction de Transfert de Modulation (MTF)
Module de la transformée de Fourier de la PSF. Décrit la capacité du système à restituer le
contraste en fonction de la fréquence spatiale ν.
— Axes : abscisse = fréquence spatiale (mm−1 ) ; ordonnée = contraste (0–1).
— Système parfait : FTM = 1 pour toutes les fréquences.
— Système réel : décroissante, de 1 à basse fréquence vers 0 à haute fréquence.
— FTM globale d’une chaîne : produit des FTM de chaque composant (car convolution
↔ multiplication en Fourier).
Formule — FTM et résolutions
Y
FTM(ν) = |F [PSF]| (ν) FTMglobale = FTMi
i
q
Rtot = Ri2 + Rc2
— Ri : résolution intrinsèque (détecteur seul).
— Rc : résolution du collimateur.
— Rtot : résolution totale (extrinsèque).
1 Système idéal
Système réel
FTM
0.5
flim
seuil 10 %
0.1
0
0 1 2 3 4 5 6
Fréquence spatiale (pl/mm)
Figure 1 – Fonction de Transfert de Modulation (FTM). La FTM d’un système idéal vaut 1 à
toutes les fréquences. En pratique, elle décroît avec la fréquence : la limite de résolution flim est
conventionnellement définie à FTM = 10 %.
Document rédigé par Luana Ixé – Copie et revente interdites M2 PMRHE — 2024/2025
, Récapitulatif — DQPRM Imagerie 4
Bruit et SNR
Définition — Bruit et statistique de Poisson
Perturbation statistique aléatoire affectant les valeurs des pixels. En imagerie par rayonnement,
le nombre de photons détectés N suit une loi de Poisson :
√ 1
σ= N, bruit relatif = √
N
Définition — SNR — Rapport Signal sur Bruit
N √
SNR = √ = N
N
Plus N est grand (plus de photons), meilleur est le SNR.
Méthode — Faire varier le SNR
Paramètre modifié Effet sur le SNR
√
Dose (ou N ) multipliée par k SNR × k
Surface du pixel multipliée par k 2 SNR × k√
Temps d’acquisition multiplié par k SNR × √k
Courant (mA) multiplié par k SNR × k
√
Cumul de n acquisitions (IRM) SNR × n
Contraste
Définition — Contraste absolu et relatif
|S1 − S2 |
Cabs = |S1 − S2 | Crel =
Smax
Le contraste absolu est proportionnel au signal (augmente avec le nombre d’acquisitions). Le
contraste relatif est indépendant du nombre d’acquisitions.
Définition — Diagramme contraste-détail
Courbe reliant le contraste minimal détectable à la taille du détail. Permet d’évaluer si
un objet est visible dans l’image compte tenu du bruit et de la résolution.
Définition — Triangle de la qualité d’image
Trois paramètres antagonistes de la qualité d’image sont liés par la dose : résolution spatiale,
contraste et bruit. Améliorer l’un se fait au détriment des autres ou impose d’augmenter la
dose.
L’optimisation ALARA (As Low As Reasonably Achievable) ou AHARA (As High As Reaso-
nably Achievable) consiste à trouver le meilleur compromis pour la tâche clinique considérée.
Document rédigé par Luana Ixé – Copie et revente interdites M2 PMRHE — 2024/2025
