Analyse innovante des images DaT-scan

 

DaTsoft3D est indépendant des constructeurs de gamma-caméra. Il fonctionne sur les ordinateurs ayant un système d’exploitation Windows®, versions 7 à 10. Vous devez posséder les droits d'administrateur pour l'installer. Il requiert au maximum 600 Mo de mémoire vive pour un bon fonctionnement.

Oui. Il suffit de quelques minutes pour faire le tour des fonctionnalités de base.

Oui. Une petite documentation est livrée avec le logiciel. Celle-ci détaille l’action de chaque clic souris sur l’interface.

DaTsoft3D a été installé depuis 2013 au CHU de Toulouse Purpan et au CHU de Marseille. Depuis, il a été également installé dans plusieurs autres hôpitaux. Des milliers de quantifications ont été réalisées avec ce logiciel. Il est quotidiennement utilisé.

Non. En moins d’1 minute tous les résultats peuvent être affichés. Il faut compter entre 10 et 20 secondes pour la reconstruction tomographique itérative, et autant pour la quantification.

Non. Les recommandations officielles pour l’acquisition des images DaTscan sont suffisantes. Il n'est pas nécessaire d'acquérir de carte d'atténuation (CT), ni d'acquisition multi-fenêtre pour la correction de diffusé Compton.

Oui. Il a été testé sur la base de données PPMI*, comportant le jour du téléchargement 563 examens. DaTsoft3D permet de classer les sujets sains versus sujets parkinsoniens avec une sensibilité et spécificité de 97% de l'Index Parkinson sur cette base de données.

Un étude comparative sur les populations des sujets saints de la base données PPMI (168 patients) et de la base de données des sujets sains de Marseille (60 patients) a montré qu'il n'y avait aucune différence significative entre les 2 populations. Ces résultats ont été publiés au 3rd European Conference on Clinical NeuroImaging EECN à Lille, et au 52ème Colloque de Médecine Nucléaire de Langue Française à Saint-Etienne, en 2014.

Pas vraiment. Avant de lancer l’étape de quantification, il est demandé à l’utilisateur de réorienter si nécessaire les images du sujet. Il s’agit d’une réorientation grossière par rapport à des zones très larges englobant l’ensemble du striatum et marquant essentiellement la limite entre côté droit et côté gauche. Cette étape n’est pas toujours nécessaire, car le logiciel réalise lui-même un centrage avant d’afficher les images.

Ensuite, lors de l’étape de quantification proprement dite, un recalage très précis est réalisé de manière entièrement automatique, à l’intérieur des limites des zones élargies.

Une particularité de DaTsoft3D est que l’échelle de couleur est quantitative. L’activité prise comme non spécifique par le logiciel apparaît toujours avec le même niveau de couleur. Les images sont donc normalisées sur la valeur de référence, et non sur la valeur maximale ou sur une valeur modifiable par l’utilisateur.

DaTsoft3D intègre 4 échelles de couleurs différentes. Il suffit de cliquer sur l’échelle en cours pour passer à la suivante. Si vous avez besoin d’une échelle de couleur personnalisée, vous pouvez toujours nous demander de l’intégrer.

Les potentiels de liaisons (PL) sont calculés de manière habituelle, avec la formule PL = (S - R) / R, où S est la concentration d'activité estimée au niveau du striatum (noyaux caudés ou putamens) et R est la concentration d’activité de référence, estimée au niveau d’une zone non-spécifique. L’absence de fixation spécifique se traduit par une valeur de PL égale à 0. Concernant les putamens, la valeur affichée en gros caractères du potentiel de liaison est calculée de manière à privilégier la partie postérieure par rapport à la partie antérieure.

La zone de référence est un paramètre essentiel dans la quantification. DaTsoft3D considère que la zone de référence est une large zone 3D englobant quasiment l’ensemble du cerveau hors striatum, comme affiché sur les images.

Le modèle 3D de striatum haute résolution utilisé dans DaTsoft3D a été obtenu par segmentation manuelle sur les images IRM T1 d’un sujet sain. Ce modèle 3D a été choisi parmi plusieurs autres, car ses volumes étaient proches des volumes moyens pour les noyaux caudés et les putamens, et qu’il donnait de bons résultats dans la différenciation des potentiels de liaison entre population sujets sains versus sujets parkinsoniens.

Les résultats de la quantification dépendent étroitement des volumes des noyaux caudés et des putamens du modèle choisi lorsqu'une correction d'effet de volume partiel est appliquée. Les valeurs de ces volumes sont systématiquement mentionnées lors de l’affichage des potentiels de liaison.

Dasoft3D est un logiciel robuste. Des variations de valeurs de quantification peuvent être observées en fonction de la variabilité du recalage manuel. Comme il s’agit d’un recalage sur zones élargies, les différences sont généralement faibles.

L'effet de volume partiel est l'effet de contamination croisée entre 2 zones très rapprochées, à cause du flou des images. Cet effet est particulièrement présent entre un noyau caudé et un putamen. C'est l’effet le plus pénalisant pour la quantification des images DaTscan, bien avant l’auto-atténuation, le rayonnement diffusé ou la pénétration septale. DaTsoft3D a été conçu pour tenir compte du flou gaussien dans les images et corriger l'effet de volume partiel normalement présent dans les images.

Non. DaTsoft3D n’utilise pas d’information de résolution à priori. Il analyse les images et détermine la résolution spatiale qui lui paraît la plus proche de celle expliquant le flou dans les images, compte tenu du modèle 3D de striatum utilisé. Il s’agit d’une estimation de « résolution équivalente », et non d’une résolution spatiale exacte. Cette « résolution équivalente » sera d'autant plus proche de la résolution spatiale réelle que la forme des striata du patient sera proche de celle du modèle.

Non. L'effet de ces phénomènes sur la quantification est considéré comme étant suffisamment semblable d'un examen à l'autre, pour ne pas nécessiter d'être pris en compte individuellement à chaque examen.

La complexité du problème de la quantification in vivo ne permet pas de répondre de manière simple à cette question. Sur des données simulées idéales, la précision est excellente, les valeurs du potentiel de liaison s’écartent d'une valeur inférieure à ±0,2 pour des résolutions spatiales variant de 0 à 12 mm. De même, sur les données réelles d’un fantôme physiques anthropomorphique, en utilisant un modèle correspondant à la forme des striata du fantôme obtenu par segmentation des images scanner de ce fantôme, une précision meilleure que 5% ou ±0,2 sur les potentiels de liaison a été obtenu.

Toutefois, dans la pratique, la précision peut varier d'une manière importante en fonction de l'adéquation entre la morphologie du striatum du patient et la forme du modèle striatal choisi. Plus la morphologie des striata du patient s'éloigne du modèle, moins bonne sera la précision. En particulier, on peut imaginer qu'une différence de volume de 30% entraînera une erreur d'environ 30% sur les valeurs du potentiel de liaison. C'est pour cette raison que, comme nous l'avons déjà remarqué, les valeurs des volumes du modèle sont systématiquement mentionnées lors de l’affichage des potentiels de liaison.

DaTsoft3D est mis sur le marché en tant que logiciel pour les études cliniques et non pour le diagnostic médical. Il n'a donc pas de marquage CE, ce label étant nécessaire uniquement pour les logiciels considérés comme des dispositifs médicaux. Ce logiciel doit donc être considéré comme tout autre logiciel généraliste, utilisé sous la seule responsabilité de l'utilisateur.

La tulipe rouge a été adoptée comme symbole de la maladie de Parkinson. Le logo de DaTsoft3D montre une tulipe sans couleur, ce logiciel étant destiné aux syndromes parkinsoniens en général sans se limiter à la maladie de Parkinson. Les 4 couleurs évoquent la fonction dopaminergique dans les 4 parties du striatum, noyaux caudés droit et gauche et putamens droit et gauche.

1. Dopamine transporter imaging for the diagnosis of multiple system atrophy cerebellar type,
   S Vergnet, F Hives, A Foubert-Samier, P Payoux, P Fernandez, M Meyer, J Dupouy, C Brefel-Courbon, F Ory-Magne, O Rascol, F Tison, A Pavy-Le Traon, WG. Meissner, Parkinsonism and Related Disorders, 2019, in press
2. Système Veriton : évaluation quantitative sur fantôme de Jaszczak et sur fantôme striatalVeriton system: Quantitative evaluation based on Jaszczak and striatal phantom,
   E Cassol, P Gantet, P Payoux, Médecine Nucléaire, 2019, In press
3. Dopaminergic loss in patients suspect of hydrocephalus, E Schmidt, F Ory-Magne, L Balardy, P Gantet, P Payoux, Fluids and Barriers of the CNS 2017, 14 (Suppl 1):A57.
4. A longitudinal follow-up study of the quantification of dopamine transporters with 123IIoflupane (DaTscan).
   H Fayolle, P Gantet, AS Salabert, J Delrieu, C Brefel-Courbon, F Ory-Magne, T Voisin, P Payoux, Médecine Nucléaire, Volume 41, Issue 1, 2017, pp 36-41.
5. Quantification of time-related decline of dopamine transporter from consecutive DaTscan images,
   H Fayolle, P Gantet, A Salabert, J Delrieu, C Brefel-Courbon, T Voisin, P Payoux, 29th Annual EANM Congress, Barcelone, octobre 2016
6. Impact of gaussian post-filtering on DaTscan® cerebral SPECT quantitative analysis performance, 
   L Bosc, D Bourhis, R Abgral, PY Le Roux, P Robin, PY Salain, S Querellou, SNMMI, May 2016, San Diego (California), J Nucl Med, 57, supp 2, pp 36.
7. Quantification auto-calibrée de la neurotransmission dopaminergique en TEMP : évaluation de DaTsoft3D,
   P Gantet, E Guedj, P Payoux, 52ème colloque de médecine nucléaire de langue française, St Etienne, mai 2014. Médecine Nucléaire, 2014, 38, 3, pp 33.
8. DaTsoft3D: Self-calibrated software for dopamine transporter quantification in SPECT imaging - preliminary results,
   P Gantet, E Guedj, P Payoux, 3rd European Conference on Clinical Neuroimaging, Lille, mars 2014.