Décomposition en base de matériaux à partir de données issues du scanner spectral PIXSCAN-FLI

International audience; Introduction : Le scanner X spectral est une évolution du scanner X conventionnel permettant de reconstruire en 3D la concentration des matériaux constituant l’objet imagé. Actuellement, seuls quelques prototypes pré cliniques ont été développés, cette technologie soulevant encore des verrous tant au niveau de l’instrumentation que du traitement des données. Nous présentons les premières images expérimentales obtenues dans le cadre d’une collaboration entre CREATIS et le CPPM.Méthodes :L’une des approches possibles pour obtenir les images 3D des matériaux consiste à décomposer les projections dans un premier temps, puis à effectuer une reconstruction tomographique classique pour chacun des matériaux décomposés. La décomposition des projections a été effectuée par la méthode d’étalonnage polynomial par commutation de la tension de source du tube à rayons X. Cette méthode repose sur l’hypothèse que la quantité inconnue de chaque matériau est liée au nombre de photons X comptés dans différentes plages énergétiques via une relation polynomiale. Ayant estimé les coefficients des polynômes, au préalable, à partir d’acquisitions faites sur des objets étalonnés, la décomposition est alors immédiate. Pour chaque angle de projection et chaque pixel du détecteur, la décomposition de l’image a été effectuée en considérant un polynôme d’ordre 2. Les projections décomposées sont ensuite traitées par un algorithme de rétroprojection filtrée 3D (implémentation RTK). Des données réelles ont été acquises sur le micro-CT PIXSCAN-FLI spectral développé au CPPM. Ce scanner intègre un détecteur à comptage de photons XPAD3 capable de sélectionner les photons en fonction de leur énergie. La source de rayons X est un MICROFOCUS Hamamatsu (150kV, 500 μA) avec une anode en tungstène. L’objet imagé est un fantôme numérique de souris (Digimouse) imprimé en 3D. Il est constitué de PMMA et d’aluminium, matériaux dont l’atténuation est proche de celle des tissus mous et des os.Résultats :Les premiers résultats obtenus sur données réelles sont encourageants. Ils montrent que le PMMA et l’aluminium peuvent être séparés dans le fantôme de petit animal considéré. Des travaux futurs permettront d’évaluer la robustesse de l’approche au bruit. Cette technique d’imagerie quantitative, qui de plus peut être couplée à l’utilisation de produits de contraste, offre de nombreuses perspectives pour l’imagerie diagnostique.Remerciements :Ce travail a été réalisé grâce au soutien financier du LABEX PRIMES (ANR-11-LABX-0063) de l’Université de Lyon, dans le cadre du programme «Investissements d’Avenir» (ANR-11-IDEX-0007). Il a en outre bénéficié d’une aide de l’état gérée par l’Agence Nationale pour la Recherche référencée (ANR-11-INBS-0006).