controles qualites journaliers et cross-calibrations en imagerie pet

CONTROLES QUALITES JOURNALIERS ET CROSS-CALIBRATIONS EN
IMAGERIE PET-CT, EN ROUTINE ET POUR LES ETUDES CLINIQUES.
C. JEGOUIC 1, D. O. Slosman 1 , C. Fabrice 2
1
Institue de Médecine Nucléaire, Clinique Générale-Beaulieu, Genève, Switzerland
2 Institut Universitaire de Radiophysique Appliquée, CHUV, Lausanne, Switzerland
Introduction
Méthodes (2)
Résultats (2)
• L’imagerie métabolique PET/CT au F-18 FDG est
déterminante dans l’évaluation de l’efficacité thérapeutique en
oncologie. La mesure de l'activité métabolique au sein d'une
région d'intérêt spécifique se réalise par l’intermédiaire du
paramètre SUV (Standardized Uptake Value), variable semiquantitative standard exprimée sous forme de valeur moyenne
(SUVmoy) ou de valeur maximale (SUVmax).
monitoring statistique du CCF, au travers une analyse de
CUSUM et de Shewhart.
L’ensemble constitue donc une paire d’outils efficace en terme
de prévention et d’aide à la décision.
• La variabilité de la mesure de SUV dépend en particulier de la
stabilité des appareils PET/CT et/ou des calibrateurs qui
déterminent la dose injectée1. Nos objectifs ont été: a)
d’évaluer cette variabilité intra- et inter-appareils et b) de définir
une méthode de contrôle qualité et de cross-calibration.
Matériel et Méthodes (1)
• Mesure de contrôle qualité (QC)
Les acquisitions PET/CT des contrôles qualités (QCs) sont
réalisées au moyen d’un fantôme dédié, rempli de manière
homogène avec une solution aqueuse contenant 55.5 MBq de
F-18 FDG, voir figure 1.
Figure 1
La mise en application de notre
méthode de contrôle qualité a été
menée sur une période de 6 mois
avec 156 QC, réalisés et analysés
par un unique technicien formé à
cet examen spécifique.
Le PET/CT Siemens Biograph Sensation 16 de la Clinique
Générale Beaulieu a été l’appareil de référence pour ces 156
mesures de QC.
Notre protocole de QC avait pour objectif d’extraire un
paramètre de contrôle qualité suffisamment simple mais qui
soit révélateur qualitativement et surtout quantitativement de
l’exactitude de la mesure SUV PET/CT. Dans notre cas ce
paramètre est appelé CCF pour Calibration Correction Factor.
Après deux acquisition PET/CT consécutives sur notre fantôme
homogène le CCF se calcule comme la moyenne des SUVs
mesurés sur 12 régions d’intérêts (ROI) standardisées, voir
figure 2.
1.15
• Variabilité inter-appareil et cross-calibration
1.11
Au delà de l’aspect contrôle qualité préventif présenté dans les
deux points précédents, nous avons souhaité répondre ici à la
question suivante : ce calcul de CCF pourrait-il être utilisé pour la
définition d’un facteur de cross-calibration ?
Pour répondre à cette question nous avons réalisé une mesure
de CCF dans 5 centres participant à notre étude. Au total 5
appareils PET/CT on été investigués, représentant les 3
principaux constructeurs : Philips (n=2), Siemens (n=1) et GE
(n=2).
La variabilité inter-appareil des CCFs a été observée et
quantifiée. La question devient alors: peut-on considérer que
cette variabilité in vitro est une image fiable de la variabilité in
vivo ?
Dans cette optique si nous considérons un appareil A et un
appareil B alors le facteur de cross-calibration à l’instant « t » de
B par rapport à A (XCCFB/A) est donné part :
XCCFB/A (t) = CCFB (t) / CCFA (t)
Afin de quantifier les performances de cross-calibration nous
étudions la variabilité inter-appareils du SUVmean sur un tissue de
référence .
Pour ce faire, chaque centre nous a fourni 20 scans patients
anonymisés dont nous extrayons grâce à des ROI standardisées
une valeur moyenne de SUV sur une coupe de poumon droit,
voir figure 3.
Figure 3
En faisant l’hypothèse raisonnable que
cette mesure de SUV représente un
patient lambda qui aurait visité chaque
machine, elle permet alors a) de
comparer la variabilité in-vivo et in-vitro
et b) de comparer la variabilité in-vitro
avant et après l’application des facteurs
de cross-calibration.
Résultats (1)
1.07
1.03
0.99
3/2/09 4/2/09 5/2/09 6/2/09 7/2/09 8/2/09 9/2/09
6.00
Sh(i)
Sl(i)
Alert Threshold
4.00
2.00
0.00
3/28/09
5/17/09
• Mesure de contrôle qualité (QC)
La reproductibilité du protocole de mesure du CCF a été évaluée
et présente les CV= σ/μ suivant :
inter-opérateur (n=20)
CV intra-phantom (n=30)
On défini donc le CCF comme étant donné par :
CCF = SUVthéorique / SUVmesuré = 1 / SUVmesuré
• Suivi longitudinal de la variabilité intra-appareil
Une fois le protocole de QC et le calcul journalier du CCF établi,
il reste pour en tirer objectivement profit, à mettre en place une
méthode de suivi sur le long terme : un suivi longitudinal.
Pour ce faire nous avons implémenté et validé une solution de
8/25/09
• Variabilité inter-appareil et cross-calibration
Les 5 appareils investigués pour la cross-calibration ont
présenté des écarts de SUVs jusqu’à 19% dans la mesure de
CCF.
120.00%
115.00%
110.00%
105.00%
100.00%
95.00%
90.00%
85.00%
80.00%
Δ=19%
App 1
App 2
App 3
App 4
CCF mean (n=2)
Il n’existe aucune différence significative entre les SUVs
moyens des cohortes de patients des différents centres
(appareils). Toutefois la correction individuelle par le CCF a
permis de réduire de 20% a 4% les différences moyennes de
SUV entre les extrêmes.
1.20
0.5
1.10
0.45
1.00
0.4
0.90
0.35
0.80
0.3
App 2
App 3
20%
4%
App 4
CCF mean (n=2)
SUVmean Poumon (no correction)
SUVmean Poumon (with correction)
Conclusion
0.15%
0.17%
CV inter-phantom (n=30)
Le fantôme présente une activité homogène avec pour
conséquence un SUV théorique moyen connu et égale à 1.
7/6/09
Le Shewhart n’a pas révélé de dérive significative sur 6 mois
de suivi. Le CUSUM avec une sensibilité complémentaire
présente quand à lui 2 alertes de seuil sur les 156 QCs.
App 1
Figure 2
Daily QC CCF
Ref CCF (N=30)
Lower 3SD
Upper 3SD
Action 1
Action 2
Action 2 alerte
Upper 2SD
Lower 2SD
0.73%
0.00%0.10%0.20%0.30%0.40%0.50%0.60%0.70%0.80%
Nous avons donc ici un protocole facilement reproductible et
relativement indépendant de l’opérateur.
• Suivi longitudinal de la variabilité intra-appareil
Le suivi longitudinal sur court, moyen et long terme permet
d’obtenir des graphiques de CUSUM et de Shewhart. Ceux-ci
sont facilement interprétables et permettent de détecter de
manière semi-automatique les dérives ou shifts significatifs le
plus tôt possible, avant même qu’ils n’impactent trop l’exercice
clinique.
• Nos résultats consolident l'hypothèse que les installations
PET/CT requièrent des contrôles qualités journaliers à l'instar
des autres modalités.
• Ils suggèrent également qu'une procédure de crosscalibration simple pourrait être prise en compte avant
l'utilisation multicentrique ou inter-appareils de mesures SUV.
Références
1. Ronald Boellaard. Standards for PET image acquisition and
quantitative data analysis, J. Nucl. Med. 2009 ; 50 : 11S-20S