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Dans ce chapitre, nous allons aborder en bref l’histoire et l’évolution de la Tomographie dans son développement depuis des années 1970. Depuis la découverte du rayonnement X par le physicien allemand Wilhelm Conrad Rontgen en 1895, la technologie de la Tomographie a fait une évolution merveilleuse dans le domaine d’Imagerie médicale. Ensuite, nous présentons les matériels et ainsi les logiciels du système d’imagerie médicale les plus modernes comme : la radiographie à rayon X numérique, le CT scanner et IRM (Imagerie par Résonance Magnétique). Nous présentons leurs fonctions, les images générées par ces machines, le modèle de technique utilisé ... Une petite légende autour de la transformation de Radon est ainsi présentée dans ce chapitre.
CHAPITRE
LA TOMOGRAPHIE MEDICALE
8 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
1. Introduction
La Tomographie assistée par ordinateur (TAO)1 ou Tomodensitométrie (TDM) en
médecine est une technique d’acquisition et d’analyse d’images médicales numériques.
Dans cette technique, un ordinateur collecte un grand nombre de données (valeurs
d’atténuation), sur une région déterminée de l’organisme, ce qui permet d’évaluer les
relations spatiales des structures absorbantes les rayons X à l’intérieur de celle-ci. Avec
l’aide d’un programme informatique, il est possible d’améliorer la qualité de l’image
obtenue, d’identifier les structures internes, de quantifier les variations de densité, de
localiser la présence de défauts. Un système de l’imagerie médicale fournit ainsi une
présentation virtuelle de la réalité comme : reformation en 3D, simulation de la diffusion
et de la perfusion du poumon, observation du rythme du cœur …
Le mot Tomographie est l’origine d’un mot du grec : « tomos » = tranche. C’est une
technique qui utilise des rayonnements pénétrants comme les rayonnements X, gamma ou
certaines ondes électromagnétiques ou acoustiques (comme ultrasonore d’échographie).
Par combinaison d’un ensemble de mesures et grâce à des calculs mathématiques de la
reconstruction, la Tomographie permet de voir sur l’écran l’organisme intérieur du corps
humain, selon un ou plusieurs plans de coupe. Alors qu’auparavant on y avait accès soit
par l’imagination, en interprétant les mesures du sang ou d’urine, ou soit par
l’observation, en découpant matériellement les objets. Dans le cas d’imagerie médicale,
une observation directe nécessite une intervention chirurgicale. Avec la Tomographie, on
a un outil formidable pour découvrir sans détruire les structures du corps, leur
organisation et leur fonction dans l’espace et dans le temps. L’utilisateur pourra alors
bénéficier de l’assistance des logiciels de traitement, d’analyse et de visualisation des
images numériques.
Au cours des 30 dernières années, les développements dans les techniques d’imagerie
médicale ont conduit à des changements révolutionnaires dans la pratique de la médecine.
L’imagerie est, en effet, au cœur du processus de diagnostic, en facilitant notamment un
diagnostic précoce, mais elle est également importante pour l’établissement et le suivi du
traitement. Elle constitue, en outre, un outil pour la recherche tant clinique que
fondamentale.
Au fil du temps, l’imagerie médicale est devenue un travail d’équipe. Un système
d’imagerie médicale rassemble plusieurs composants technologiques. Son développement 1 Computed Tomography (CT) trongton© 2004
LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 9
requiert la participation des utilisateurs finaux comme les médecins, les physiciens, les
biologistes pour spécifier les besoins ; les ingénieurs, les chercheurs, les informaticiens
pour mettre au point les nouvelles techniques et enfin les entreprises industrielles pour
réaliser et commercialiser ces systèmes.
Aujourd’hui, il existe plusieurs types de système d’imagerie médicale et leurs
applications dépendent de la spécialité du traitement de maladie ou de fonction de
l’organisme du corps ou du besoin des médecins. Dans ce mémoire, nous voulons
proposer un modèle de classification de ces systèmes. Initialement, ce sont des systèmes
de l’imagerie médicale morphologique comme la Tomographie X médicale (ou CT
scanner), l’Imagerie par Magnétique Résonance (IRM). Dans la deuxième branche, ce
sont des systèmes de l’imagerie médicale fonctionnelle comme la gamma-caméra
(SPECT1), la Tomographie par émission de positons (TEP), la Tomographie cérébrale par
NMR 2…
Dans ce chapitre, nous allons étudier trois exemplaires, du plus simple au plus
complexe, du plus ancien au plus récent, du système d’imagerie médicale : la
Radiographie à rayon X, la Tomographie X médicale (ou CT scanner) et l’Imagerie par
Magnétique Résonance (IRM).
2. La Radiographie à rayon X
2.1. Introduction La radiographie à rayon X a vu le jour grâce à la découverte des rayons X par le
physicien allemand Wilhelm Conrad Ronghen en novembre 1895 (Ronghen a reçu le
premier prix Nobel de physique pour ses travaux). Cette découverte fut, en effet, très
rapidement suivie par la première application clinique qui eut lieu dès janvier 1896.
En 1913, Coolidge inventa le tube générateur de rayon X, ce qui conduit au rapide
développement de la radiographie par rayon X avec utilisation de plaques
photographiques. Cette technique est très utile pour visualiser les structures osseuses et
les masses anormalement denses qui absorbent particulièrement les rayons X (Fig. 2-1).
Cependant elle ne fournit qu’une image en projection et ne permet donc pas la
visualisation en profondeur dans la direction d’observation.
1 SPECT : Single Photo Emission Computed Tomography 2 NMR : Nuclear Magnetic Resonance trongton© 2004
10 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
Figure 2-1 Radiographie du crâne (Microsoft Encyclopédie Encarta 2002).
Aujourd’hui, la Radiographie à rayon X traditionnelle a fait une évolution avec la
digitalisée de l’image d’acquisition. Cette méthode permet de manipuler et de
sauvegarder plus facilement les images dans des équipements informatiques comme le
disque magnétique ou le disque optique. Cependant, la Radiographie à rayon X
traditionnelle a dominé plus de 70% de département de radiologie du monde entier
[Merrill1999] et joue un rôle important dans la qualité des soins médicaux depuis plus de
100 ans.
2.2. Principe de la technique Le corps humain est de lui-même assez peu efficace comme composante active de
l’imagerie. Ses émissions naturelles, telles que les infrarouges, les potentiels électriques
de surface ou l’énergie acoustique liée au mouvement de l’air dans les poumons, sont trop
faibles pour pouvoir en tirer des images des structures internes. Il faut donc recourir à des
sondes externes ou à des émissions internes artificielles. Par cette raison la radiographie
utilise des ondes courtes entre 1018 Hz – 1020 Hz (environ 3x10-10 m), notamment le
rayonnement X.
Les propriétés principales de rayon X sont :
• Les rayons X sont absorbés par la matière; leur absorption est fonction de la
masse atomique des atomes absorbants.
• Les rayons X sont diffusés par la matière; c'est le rayonnement secondaire ou
rayonnement de fluorescence.
• Les rayons X impressionnent la plaque photographique.
• Les rayons X déchargent les corps chargés électriquement.
La technique d’imagerie par Radiographie à rayon X est basée sur la physique des
interactions entre l’énergie (la sonde) et la matière (le tissu biologique qu’on veut
trongton© 2004
LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 11
imager). On utilise une source d’émission de rayon X, un système de collimation et un
récepteur pour enregistrer des informations d’atténuation d’énergie (Fig. 2-2).
Figure 2-2 Un système de radiographie à rayon X conventionnelle.
Figure 2-3 Ce diagramme illustre comment fonctionne t-il un système de la radiographie X
Le tube d’émission de rayon X se compose par la cathode et l’anode (Fig. 2-4).
Figure 2-4 Dispositif expérimental de production des rayons X.
• La cathode se constitue d’un filament de tungstène qui est chauffé par un courant
(de 40 à 140 kilovolts). Aux environs de 2500oC, l’échauffement du filament fait
trongton© 2004
12 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
naître un nuage d’électrons. En faisant varier le courant dans le filament on
contrôle le nombre d’électrons émis par unité de temps dont dépend directement
l’émission de photons X [Monn2002].
• L’anode est la cible qui va arrêter le faisceau d’électrons et produire des rayons
X. Le rendement est déplorable, en effet 99% de l’énergie est perdue sous forme
de chaleur et seul 1% sert à la production de rayons X [Monn2002].
Le récepteur de l’image est un film qui reçoit l’énergie de rayon X et forme de
l’image du corps humain. Dans la radiographie diagnostique, il existe 3 types principaux
des récepteurs de l’image [Merrill1999] :
• La cassette avec le film : C’est le film conventionnel d’un système de
radiographique depuis son premier jour au service. D’abord, il faut avoir une
chambre noire pour développer le cliché de ce type de film. En suite, on peut voir
l’image de ce film grâce à un illuminateur.
• La cassette avec le phosphore plaque : L’image est « mémorisée » dans un
phosphore plaque. Puis, un lecteur de la cassette va développer cette phosphore
plaque pour obtenir de l’image. Cette technique n’exige pas une chambre noire et
le temps pour développer un film et plus rapide. De plus, l’image peut transformer
au format numérique pour transférer à l’ordinateur et présenter à l’écran d’un
moniteur.
• L’écran de fluoroscopique : Le rayon X frappe directement sur un écran de
fluoroscopique où l’image d’une partie du corps a été formée. Et puis, l’image est
transmise à la télévision de manipulateur par une caméra. Le point fort de ce type
est de permettre la manipulation de l’image d’acquisition en temps réel.
2.3. Un système de radiographie à rayon X numérique 1 La Radiographie à rayon X a été digitalisée pour bénéficier de la puissance et la
rapidité de développement de technologie de l’informatique. Tandis que la plupart des
facteurs dans un système de Radiographie conventionnelle tels la machine de
radiographie, les techniques de manipulation du patient … ne changent pas beaucoup
dans le nouveau système, la technique d’acquisition de l’image a été numérisée grâce à un
phosphore plaque au lieu d’un cliché traditionnel. On va observer ensuite le système
Centricity SP 1001 fabriqué par GE Medical installant au FV Hôpital de Ho Chi Minh
ville.
1 Computed Radiography (CR) trongton© 2004
LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 13
Ce système comprend 5 components principaux : une machine de radiographie, des
cassettes, une lecture de la cassette, un système de console de traitement et un imprimeur
du film laser.
2.3.1. Machine de radiographie
Figure 2-5 Une machine de la radiographie numérique de GE Medical (Imagerie/FV Hôpital)
Cette machine fonctionne comme un tube d’émission du rayonnement X. En
appliquant plusieurs nouvelles technologies et le matériel d’émission, on a optimisé
notamment la dose d’irradiation dans un examen pour chaque patient. Les manipulateurs
peuvent contrôler facilement l’intensité (de 10 à 800 mA) et la différence potentielle
d’électrique (de 40 kV à 140 kV) pour déterminer essentiellement la qualité mais aussi la
quantité du faisceau de rayon X. Elle permet ainsi des techniciens de localiser une région
d’intérêt ou de préparer la position du patient pour obtenir une bonne image.
En effet, la machine de radiographie devient maintenant plus efficace et a moins
d’effets secondaires sur le corps humain.
2.3.2. Cassette avec le phosphore plaque
Pareil au film conventionnel, la cassette sert à acquérir une partie de rayonnement X
passant du patient. Cette cassette contient à l’intérieur une couche qui s’appelle le
phosphore plaque ce qui joue un rôle très important pour former l’image. L’image plaque
trongton© 2004
14 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE est protégée grâce à une couverture en plastique (Fig. 2-6). La taille de la cassette varie de
15x30cm à 43x35cm d’après une norme internationale en médecine.
est protégée grâce à une couverture en plastique (Fig. 2-6). La taille de la cassette varie de
15x30cm à 43x35cm d’après une norme internationale en médecine.
Figure 2-6 Une radiographie cassette avec le phosphore plaque changeable (Imagerie/FV Hôpital)
L’image phosphore plaque a une structure très complexe et se compose de plusieurs
couches [Merrill1999 p.310] comme : couche de protection, couche de phosphore, couche
de réflexion, couche de support et couche d’identification (Fig. 2-7).
Couche de protection
Couche de phosphore BaFx : Cristal Eu2+
Couche de réflexion
Couche de support
Couche en arrière Couche d’identification
Figure 2-7 La structure d’une image phosphore plaque
Le rayon X frappe directement à la couche de phosphore et conduite le cristal BaFx
changer à nouvel semi-stable état. La distribution de ces cristaux forme une latente
image. La couche de réflexion empêche les effets inattendus de la lumière ou du laser.
Puis, la couche de support protège la couche de phosphore contre des chocs externes.
Finalement, la couche d’indentification fournit un mécanisme pour associer chaque image
plaque avec des informations d’un patient identique.
Le phosphore plaque est flexible et très fin (environ 1mm). Il peut mémoriser la
latente image pendant une certaine période de temps. Normalement, l’image est gardée
pendant 24 heures.
trongton© 2004
LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 15
2.3.3. Lecture de la cassette
La lecture de l’image plaque est un autre component très important dans un système
Radiographie à rayon X numérique. Elle transforme des informations continuos de latente
image au format d’image digitalisée. Cette dernière est transmise à l’ordinateur grâce à
l’interface d’une carte de réseau (Fig. 2-8).
Figure 2-8 Cette lecture permet de développer une cassette à la taille de 15x30 cm à 43x35 cm en mois de 60 secondes et rapidement transmise à la console de traitement (Imagerie/FV Hôpital).
L’image obtenue est normalisée au format de DICOM1. La spécification de ce format
est le résultat de la coopération de National Electrical Manufacturers Association
(NEMA) et de American College of Radiology (ACR). La version de DICOM 3 (fichier de
la spécification 2003) supporte l’image de très haute qualité :
• Riche en résolution : 8, 10, 12, 16 jusqu’à 24 bits de l’échelle de gris.
• Nouvelle technologie de compression de l’image (JPEG, JPEG 2000).
• Ajustement en direct du niveau/largeur de la fenêtre.
• Spécification détaillée de l’interface d’échange et de réseau.
• Fonction de stockage et d’imprimante.
• …
2.3.4. Console de traitement et d’imprimeur du film
Le logiciel installé dans la console (Fig. 2-9) permet à l’utilisateur de :
• Gérer des informations personnelles du patient comme : ID, nom, prénom, date de
naissance, les examens concernant, information sur la position … 1 DICOM: Digital Imaging and COmmunications in Medicine trongton© 2004
16 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
• Visualiser l’image sur l’écran du moniteur
• Ajuster la valeur de densité (le niveau/largeur de la fenêtre) pour améliorer qualité
de l’image (Fig. 2-10)
• Rotation ou change la taille de l’image
• Corriger des artéfacts ou des bruits de l’image
• Sauvegarder au mémoire secondaire : disque magnétique ou disque optique.
• Imprimer les images au film laser pour les analyses du docteur.
• …
Figure 2-9 Une console avec son logiciel permet de visualiser et de manipuler l’image. En fin, l’image est imprimée au film laser au format de 20x25 cm ou de 35x43 cm (Imagerie/FV Hôpital)
Figure 2-10 Démonstration d’une fonction de traitement d’image du logiciel de console. A gauche :
l’image d’une radiographie pulmonaire. A droite : l’image inversé de radiographie pour développer le cliché
(Imagerie/FV Hôpital).
trongton© 2004
LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 17
3. La Tomographie X (CT Scanner)
3.1. Introduction Bien que la Radiographie à rayon X permette de mieux observer l’image excellente
d’une partie du corps humain à la surface plate, elle s’est limitée en trois aspects
principaux :
• Naturellement, la structure du corps humain est une structure multi-couches
(ou la structure overlap). Un organe peut être recouvert par un autre organe.
Prenons, par exemple dans une radiographie pulmonaire, une portion du cœur
cachée par la côte (voir Fig. 2-10).
• Il est très difficile pour différencier les tissus dans un même organe. Donc, on
n’utilise jamais une radiographique pour traiter les lésions ou les tumeurs.
• La radiographie nous donne seulement des images anatomiques corporelles de
l’humain. Elle ne contient aucune des informations sur la physiologie et la
biologie de l’organe vivant.
En vue de résoudre le problème de la structure overlap du corps, le premier scanner a
été présenté par Godfrey Hounsfield et ses collègues au EMI Laboratoire à Londres en
1971. A ce moment, il utilisait le terme « Tomographie axial par ordinateur1 » pour
exprimer que l’image de la coupe obtenue se trouve au plan axial et non au plan frontal
comme le dit la radiographie conventionnelle.
Figure 3-1 La première clinique image du cérébral obtenue par Hounsfield (Nobel Prize Website).
En 1979, Allan Cormark, un physicien américain, et Hounsfield se rejoignaient pour
obtenir un Prix Nobel en Médecine pour leurs contributions en développement de la
tomographie assistée par ordinateur (TAO).
1 Computer axial tomography (CAT) [Dean1983] trongton© 2004
18 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
Une autre contribution significative de ces deux physiciens était de redécouvrir la
théorie de la transformation de Radon1, publiée en 1917. En effet, cette théorie
mathématique est au cœur de la technique de tomographique. Pourtant, la théorie n’a
trouvé que sa propre application respectueuse après plus de 60 ans dans la bibliothèque.
Grâce au calcul intégral de cette transformation, la réalisation du CT scanner devient plus
simple et plus efficace.
Aujourd’hui, l’application de la tomographie X s’élargit particulièrement dans le
domaine médecine diagnostique. Grâce aux évolutions technologiques, plusieurs types de
machines tomographie X ont été réalisés comme les tomographes à rotation continue et
les tomographes à multicoupes. Cependant, ces machines ont le même but de diminuer le
temps d’acquisition et d’augmenter la qualité de l’image reconstruction.
3.2. Principe de la tomographie X L’idée principale de la tomographie est
basée sur l’hypothèse de Radon ce qu’on
peut reconstruire l’image d’un objet depuis
toutes ses projections à différents angles
(Fig. 3-3). Pourtant, cette hypothèse n’est
jamais vérifiée car il est impossible de
collecter toutes les projections de l’objet.
En plus, les données présentées dans
l’ordinateur sont sous forme de discrète
numérique. Hounsfield a surmonté ces
problèmes en proposant un algorithme
d’interpolation de données absentes depuis
des projections existées. Cette découverte a
conduit à l’extension rapide de plusieurs
types du scanner aujourd’hui.
Figure 3-2 Principe de la technique. Les faisceaux de rayon X traversent le patient sous différents angles, dans un plan perpendiculaire à son grand axe. L’atténuation du faisceau est enregistrée par un ensemble de détecteurs. (TDM Corps Entier).
Similairement à la radiographie X
traditionnelle, la tomographie utilise les
propriétés du rayonnement X pour mesurer
des absorptions des rayons X passant d’un
organisme du patient. Toutes ces
1 Sir Johann Radon (1989 - 1956), [Dean1983]. trongton© 2004
LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 19
informations d’atténuation sont enregistrées grâce à une bande détectrice tournant
simultanément avec la source d’émission des rayons X (voir Fig. 3-2).
Enfin, un programme de reconstruction
est utilisé pour générer une image
tomographique à partir des données
obtenues pendant la phase de projection.
3.2.1. Projection et mesure de
la valeur d’atténuation
Il y avait deux types de projections
importantes dans la technique tomographie
conventionnelle :
• Projection en géométrie parallèle.
• Projection en géométrie d’éventail
(ou fan-beam).
Plus récent, on a un nouveau type de
projection en tridimensionnelle c’est la
projection en géométrie conique (ou cone-beam). Cette projection utilise au plus haut
degré des données générées dans un tour du couple source – détecteur. La réalisation de
ces types de projection est présentée plus en détails dans la partie suivante.
Figure 3-3 Projection de l’objet. Dans ce dessin, on peut voir deux ombres différentes d’une fille avec une banane à gauche et un ananas devant sur le mur. Est-ce qu’on peut imaginer l’image de cette fille depuis ces deux projections ?
Figure 3-4 Principe d’acquisition des mesures
L’atténuation des rayons X se produit lorsque le rayonnement traverse le corps
humain. La valeur d’atténuation dépend de l’intensité de la diffusion du rayonnement et
des caractéristiques du tissu examiné (Fig. 3-4). Chaque tissu a un coefficient
d’atténuation précis µ. La valeur d’atténuation est calculée grâce à la formule de
l’atténuation suivante :
I = I0e-µd
I0 : intensité du faisceau à l’entrée
I : intensité du faisceau à la sortie
µ : coefficient d’atténuation linéaire du tissu
d : épaisseur de coupe
Source Détecteur Rayon X
Input : Ni photons Output : No photons
trongton© 2004
20 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
3.2.2. Reconstruction de l’image
Les valeurs d’atténuation de la projection sont présentées sous forme d’une matrice de
transformation (ou sinogramme de Radon). En appliquant les calculs intégraux sur cette
mat
• Méthode de rétroprojection des projections filtrées1
La m ent sur le théorème du profil central. Elle
perm x transformations de Fourier
1D et une transform
n. Ces méthodes
sont plus tolérantes avec des bruits et des
L’impact de la tomographie X sur la pratique de l’imagerie médicale diagnostique a
été duction pendant les années 1970. La
Tom
étrie de projection en éventail pour diminuer la dose d’irradiations dans un
exa
rice, on peut reconstruire l’image d’origine. En fait, on a développé trois méthodes en
vue de reconstruction de l’image à partir de ses projections :
• Méthode directe de Fourier
• Méthode du filtrage de la rétroprojection
éthode de Fourier est basée essentiellem
et de reconstruire directement l’image en utilisant deu
ée de Fourrier 2D à l’inverse. Pratiquement, cette méthode est très
difficile à implémenter de façon numériquement. De plus, le temps d’exécution est
inacceptable. Donc, la méthode de Fourier n’a que la valeur analytique et théorique pour
mieux comprendre la nature du processus de reconstruction de l‘image.
Dans les deux dernières méthodes, toutes les données d’atténuation sont filtrées et
contournées (fonction de convolution) avant ou après une rétroprojectio
artéfacts de l’image reconstruction. En réalité,
la méthode de rétroprojection des projections filtrées a été adoptée car elle convient plus
aux problèmes particuliers des scanners actuels. Elle donne un résultat considérable entre
le temps de reconstruction et la qualité de l’image d’acquisition. Vous trouverez le
fondement théorique et mathématique de ces méthodes plus en détail au chapitre 3.
3.3. L’évolution de la tomographie X
très profond lors de sa première intro
odensitométrie (TDM) a progressé et différentes générations de machines ont été
mises au point pour acquérir l’ensemble des informations nécessaires à la reconstruction
de l’image.
Au commencement, on a la projection en géométrie parallèle, on a développé une
nouvelle géom
men et en même temps réduire notamment le temps d’acquisition d’un plan de coupe.
Récemment, la projection en géométrie du conique vient d’être recherchée afin de profiter
la puissante d’informatique qui permet de reconstruire d’images en temps réelle
1 Algorithm filtered backprojection (FBP) trongton© 2004
LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 21
[Germe2002]. L’évolution de tomographie X concerne ainsi le développement de système
source – détecteur, de mécanique et d’informatique.
3.3.1. Système de tomographes conventionnels re génération) Système de rotation – translation à détecteur unique (1
Figure 3-5 Un système de rotation – translation à détecteur unique Entier)
U ment
angu
(TDM Corps
n fin faisceau de rayons X traverse l’organisme à 180 reprises, avec un déplace
laire de 1o. L’atténuation du faisceau est mesurée par l’élément détecteur
controlatéral correspondant. Après chaque incrément angulaire, une translation linéaire
est effectuée, de manière à ce que le faisceau incident traverse l’organisme (Fig. 3-5). Le
temps de coupe atteint plusieurs minutes [Otto1994].
Système de rotation – translation à détecteurs multiples (2e génération)
U rayons X
(Fig
n ensemble de 5 à 50 détecteurs est localisé à l’opposé de la source de
. 3-6), qui émet un faisceau linéaire ou divergent de rayon X. Le nombre
d’incréments angulaires nécessaires est réduit par rapport à la méthode précédente. Les
coupes sont effectuées à des intervalles de 10o, cet angle correspondant à l’angle
divergence du faisceau. Le temps de coupe est compris entre 6 et 20 secondes [Otto1994].
Figure 3-6 Un système de rotation – translation à détecteurs multiples (TDM Corps Entier)
trongton© 2004
22 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
Système de rotation à multi-détecteurs mobiles (3e génération)
Un faisceau divergent large traverse l’objet radiographié en tournant autour de lui, en
même temps qu’un ensemble mobile de 200 unités de détection (Fig.3-7). Le temps de
coupe réduit énormément de 1 à 4 secondes [Otto1994].
Figure 3-7 Un système de rotation à multi-détecteurs mobiles en géométrie R/R (TDM Corps Entier).
Système de rotation à multi-détecteurs stationnaires (4e génération)
L’angle du faisceau divergent couvre l’intégralité du patient. La source tourne
à l’intérieur ou à l’extérieur d’un ensemble annulaire de 300 à 4000 détecteurs (Fig.3-8).
Le temps de coupe est de 3 à 8 secondes [Otto1994].
Figure 3-8 Un système de rotation à muti-détecteurs fixes en géométrie R/S (TDM Corps Entier).
3.3.2. Les tomographes à rotation continue
Les évolutions technologiques ont conduit à l’apparition au début des années 1990 de
tomographes à rotation continue qui permettent d’acquérir les données en continu alors
que le patient est déplacé dans le système. La difficulté technologique majeure qui doit
être surmontée est la mise au point de tubes à rayon X pouvant fonctionner en continu
plusieurs dizaines de secondes.
trongton© 2004
LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 23
Figure 3-9 TDM spiralée ou hélicoïdale. L’acquisition continue, pendant le déplacement de la table,
entraîne un balayage spiralé (TDM Corps Entier).
La capacité d’acquérir rapidement des volumes de données conduit à une renaissance
de la modalité tomographie X, en améliorant les performances dans les applications
existante et en s’imposant dans de nouvelles applications. Un exemple d’application
existante qui a largement bénéficié de l’arrivée des tomographes à rotation continue est la
tomographie thoracique. L’accroissement du nombre de coupes pouvant être acquis
pendant une apnée réduit les problèmes de mauvais recalages liés à la respiration et réduit
le volume du produit de contraste injecté pour la détection de lésions.
3.3.3. Les tomographes X multicoupes
La fin des années 1990 a vu l’arrivée de tomographes multicoupes, qui permettent
d’ s
sim
nt d’obtenir en une seule rotation,
typ
Si le lit du patient est animé d’un mouvement de translation uniforme pendant que
l’ensemble source – détecteur tourne continûment, la source décrit une spirale ou une
hélice par rapport au patient (Fig. 3-9). Ainsi, dans un temps donné, un système à rotation
continue peut acquérir un volume de données 5 à 20 plus grand que les tomographes
conventionnels des années 1980 (jusqu’à 0,5s/tour).
obtenir plusieurs plans de coupes en une seule rotation (typiquement quatre coupe
ultanées actuellement). La géométrie de ces machines est tridimensionnelle, avec un
faisceau de rayon X conique et un détecteur matriciel (Fig. 3-10). Le détecteur est
l’élément clé de ces systèmes.
Ainsi, en faisant varier la collimation et la sommation des contributions de plusieurs
lignes de détection, les machines actuelles permette
iquement quatre coupes fines en n’utilisant que la partie centrale du détecteur, ou
quatre coupes d’épaisseur moyenne en utilisant la moitié du détecteur, ou quatre coupes
épaisses en utilisant l’ensemble du détecteur.
trongton© 2004
24 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
Figure 3-10 Tomographe multicoupe
Bien que le recul sur ce type de machine soit encore faible, les avantages des
tomographes multicoupes en diagnostique clinque sont [Germe2002] :
3.4. Les éléments dans la Tomodensitométrie (TDM)
3.4.1. Elément pictural
• L’allongement de la zone examinée pour un temps donné d’acquisition.
• La réduction du temps d’examen pour la même hauteur d’exploration.
• L’amélioration de la résolution dans la direction longitudinale.
• L’amélioration de la résolution temporelle ce qui conduit à la disparition des
artéfacts respiratoires et mouvements.
Fi e seur de
p ictural ou
pixe de l’image, dont
l’im
correspo re dont l’épaisseur est déterminée par celle
de la coupe. Les dimensions de cet élément de volume élémentaire ou voxel dépendent
donc de la taille de la matrice, du diamètre du champ d’examen, et de l’épaisseur de
coupe (Fig. 3-11).
gur 3-11 Volume du pixel (Voxel). (a), (b) = taille de l’élément pictural (pixel) ; (d) = épaiscoupe, (D) = diamètre total de la coupe ou champ de mesure (TDM Corps Entier).
La lus petite unité constitutive de l’image tomographie X est l’élément p
l. Celui-ci représente une certaine proportion de l’ensemble
portance dépend de la taille du champ d’examen et de celle de la matrice. Le pixel
nd à la projection d’un volume tissulai
trongton© 2004
LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 25
3.4.2. Unité Hounsfield (UH)
Les valeurs d’atténuation de la tomographie X sont mesurées en unités Hounsfield
(UH) :
eau
eauUHµµµ −
=1000
où µ et µeau sont respectivement le coefficient d’atténuation linéaire des tissus considérés
et le coefficient d’atténuation linéaire de l’eau. Une unité Hounsfield (UH) correspond à
0.1% de coefficient d’atténuation.
Les valeurs d’atténuation de l’eau et de l’air (respectivement 0 UH et -1000 UH)
représentent des points fixes sur l’échelle densitométrique, qui ne dépendent pas de la
configurat tissus et
des
ion du scanner. En revanche, les valeurs d’atténuation des différents
structures osseuses varient suivant la quantité de rayon X délivrée (Fig. 3-12).
Figure 3-12 Échelle de Hounsfield. La limite inférieure de l’échelle -1000 UH, correspond à la densité de l’ai valeurs d’atténuation des structures osseuses très denses dépassent 1000 UH, celles de la plupart
des tissus et liquides corporels sont comprises entre -100 et +100 UH (TDM Corps Entier). r. Les
trongton© 2004
26 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
3.4.3. Valeurs de densité
A chaque voxel est attribuée une valeur numérique, dite valeur d’atténuation, qui
correspond à la dose moyenne de rayonnement absorbée par le tissu dans cet élément
pictural. La densité varie de manière linéaire avec coefficient d’atténuation, une constante
tissulaire influencée par de nombreux facteurs. Le coefficient d’atténuation traduit
l’absorption du rayon X. Sur une machine correctement calibrée, la densité de l’eau est de
0 UH, celle de l’air de -1000 UH.
Les différents types de tissus reçoivent des valeurs d’atténuation exprimées sur
l’échelle de Hounsfield, ces chiffres sont donc arbitraires, mais traduisent de manière
relative les degrés variables d’atténuation du rayonnement X pour les différents tissus.
Dans les organes parenchymateux comme le cerveau, la foie, le rein et le pancréas, le
coefficient la densité du tissu sain avoisinant sert de base de comparaison.
Figure 3-13 Deux fenê
X permet de
distinguer une région anatomie depuis sa pathologie et de renforcer le contraste certaines
anomalies de l’organisme (voir Fig. 3-14). Le produit de contraste administré par voie
tre avec les valeurs différentes de densité. A gauche : fenêtre osseuse, à droite : fenêtre pulmonaire (Imagerie/FV Hôpital)
La traduction en échelle de gris d’un objet examiné donne des informations sur la
densité relative (radiodensité) des structures visualisées sur l’image. Par comparaison
avec le tissu avoisinant, la structure peut être décrite comme
• Isodense : densité identique
• Hypodense : densité inférieure
• Hyperdense : densité supérieure
3.4.4. Produit de contraste
Un produit de contraste utilisé dans un examen de la tomographie
trongton© 2004
LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 27
intra vasculaire se répartit dans les différents compartiments tissulaires suivant une
distribution variable dans le temps. L’intensité du rehaussement dépend d’une part de la
dose injectée, d’autre part de facteurs pharmacocinétiques variés (conditions
hémodynamiques, hydrophilie, lipohilie, osmolarité, liaison aux protéines, etc.).
A
Fi
pratiq
est éle
qua
pertur
l’ense
Le
partie
résulta
à part
mouv
e
gu
Le
si
Ar
appara
tomod
électro
trongto
Foi
v
s
ue
v
ba
m
s
s e
t
ir
em
n
re
ex
té
ît
en
n
n©
Rei
ant l’injection du produit de contraste Après l’injection
La densité des ré 100ml du produit de contraste IV. gions examinées (la foie et le rein)
est rehaussée plus clairement.
et après l’injection une dose du produit de contraste
iques sont actuellement largement utilisés en
radiologique courante. Ils sont bien tolérés cliniquement. Leur clairance rénale
ée, leur liaison aux protéines plasmatiques est faible (1%), leur distribution est
tions de l’image aboutiront souvent à des artéfacts qui peuvent s’entendre à
ble de l’image.
artéfact de mouvements sont cliniquement significatifs car les projections des
n mouvement d’un organe ne peuvent pas être reconstruites avec exactitude. Le
n’est pas une perte localisée de résolution, mais un aspect strié, étoilé, qui diffuse
de la zone de perturbation et s’entrecroise de façon tangentielle avec l’organe en
ent (Fig. 3-15).
3-14 Comparaison deux images avant
produits de contraste non ion
clusive dans les espaces extracellulaires [Otto1994].
3.4.5. Artéfact
fact est une forme de distorsion d’images. Plusieurs types d’artéfacts peuvent
re dans un système d’imagerie médicale aussi complexe que la
sitométrie. L’enregistrement des coefficients d’atténuation et les calculs
iques sont soumis à des effets de projection et de reconstruction d’images. Les
2004
28 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
Artéfact des mouvements oscillatoires pendant l’acquisition des données
rtéfact en strie causé par une prothèse de anche métallique
Ah
3.5. i édicales de la Tomographie X
, thorax et abdomen. Grâce à l’échelle de Hounsfield très large,
la TDM permet une excellente étude des organes variant entre l’os et les tissus.
Particulièrement, l’image tomographique est successible démontrer une structure très
complexe d’une région intérêt des tissus du poumon ou d’abdomen comme des lésions
métastatiques, des aneurismes, des abcès ou des nodules.
Figure 3-15 Deux artéfacts exemplaires dans les examens du CT scanner.
Afin de diminuer les incidents des artéfacts, des programmes de correction ont été
créés pour corriger de nombreux artéfacts de le Tomographie X. Par ailleurs, pendant
l’examen de l’abdomen ou de thorax, les patients vont être demandés de restreindre leurs
mouvements et leur respiration.
Appl cations mLa TDM est une technique d’imagerie morphologique en coupes de l’anatomie
humaine. Les utilisations médicales reposent sur deux caractéristiques essentielles
[Germes2002] :
• La restitution sans distorsion de l’anatomie en coupes axiales transverses
• L’étude des densités des structures explorées, exprimées dans l’échelle de
Hounsfield.
Le premier scanner a été utilisé fondement pour la diagnostique les problèmes
concernant du cerveau et du neurone. Avec l’évolution technologique de la technique
tomographie, le domaine d’application du CT scanner a été élargie aux plusieurs
organismes du corps. Parmi ces examens, les procédures demandées souvent sont des
examens de la tête, sinus
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LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 29
Figure 3-16 U reil permet de séle
Acquisition exhaustive d’un volume de l’organisme dans un temps compatible
on des artéfacts respiratoire
evauchantes passant par le centre des petites lésions.
ie par
• r l’imagerie multiplanaire et tridimensionnel
maladies, aucun programme ne
pourra être changer les docteurs en identification la cause de maladie et de proposer une
solution pour traiter ces pathologiques.
n CT scanner hélicoïdale de GE Medical, version HiSpeed NX/i. Cet appactionner soit au mode séquentiel, soit au mode hélicoïdal. Le temps d’acquisition d’un plan de coupe
atteint jusqu’à 0.25s ou quatre coupes par seconde au mode hélicoïdal (Imagerie/FV Hôpital).
Récemment, la réalisation du scanner hélicoïdal (Fig. 3-16) offre plusieurs avantages
dans le domaine imagerie médicale :
•
avec la durée d’une apnée, ce qui conduit à la dispariti
et de mouvements
• Optimisation de l’étude densitométrique rendue possible grâce aux reconstructions
axiales ch
• Optimisation de l’opacification iodée, rendant l’angiograph
tomodensitométrie (TDM) et l’étude de la cinétique de perfusion des organes.
Ouverture su
• Réduction de la dose d’irradiation grâce à l’utilisation de pitchs élevés.
3.6. Outil pour analyser d’images En vue d’amélioration la qualité de l’image d’acquisition, un système de
tomodensitométrie est accompagné souvent d’un logiciel de traitement d’images (Fig.3-
17). Ce logiciel, en fait, aide les docteurs de mieux observer d’une région d’intérêt du
corps ou de localiser des anomalies dans un organisme du patient. Bien que le
développement d’informatique aujourd’hui soit bien intégré dans le domaine imagerie
médicale pour assister les docteurs en diagnostique des
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30 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
Figure 3-17 L’interface d’un programme de traitement d’image du scanner. Ce logiciel permet à l'usager de visualiser l’image reconstruction, améliorer la qualité de l’image, de mesurer en valeurs de UH,
pix
•
• ange de la taille d’image
•
•
reformater en 3D… (Imagerie/FV Hôpital).
Le programme d’analyse d’images utilise des opérations de calcul simples sur chaque
el comme la convolution matrice. Les fonctions principales de ce programme sont :
• Ajuste du contraste
• Filtre de bruits et rehaussement
Soustraction, addition, profil de densité
Magnification ou ch
• Analyse par histogramme
Mesure de distance ou d’angle
• Mesure de surface et de volume
Reformat en 3D (voir Fig. 3-18)
Figure 3-18 Reformation en 3D de la structure osseuse et de l’artère (Imagerie/FV Hôpital).
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LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 31
4. Imagerie par Résonance Magnétique (IRM)
4.1. Introduction En 1946, deux physiciens américains et anglais, Félix Bloch et Purcell, sont les
premiers à découvrir les propriétés des noyaux atomiques soumis à un champ
magnétique. Leurs travaux conduisent à utiliser la spectroscopie par résonance
magnétique en analysant la structure de molécule complexe et des processus dynamique
de la chimique. Bloch et Purcell ont partagé un prix du Nobel pour leurs contributions
dans le domaine de physique en 1952 [Merrill1999]. La théorie de la spectroscopie ne
s’appliquait qu’en 1973 grâce à Lauterbur, un physicien anglais, mais son apparition dans
le s
de
résonance magnétique nucléaire a été choisi parce qu’il s’agit, à l’aide de puissants
aim »), de modifier l’orientation des noyaux dans
l’es c tant le phénomène de résonance (d’où le
term
domaine de l’imagerie médicale est récente. Les premiers appareils n'ont été installé
qu'au début des années 1980.
L’imagerie par résonance magnétique (IRM) regroupe les techniques d’imagerie
dérivées du principe de la résonance magnétique nucléaire (RMN). Le terme
ants (d’où le terme « magnétique
pa e (d’où le terme « nucléaire») en exploi
e « résonance») [Monn2002].
Figure 4-1 L’image générée par l’IRM d’une lésion du ligament croisé antéro-externe au plan sagittal (GE Medical).
Aujourd’hui, la recherche du phénomène de la spectroscopie de l’IRM est encore en
cours pour augmenter la résolution spatiale et le contraste de l’image obtenue. Cependant,
la technique de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) paraît la plus innocuité pour
la santé dans les cond ’utilise aucune radiation
ionisante (comme le rayon X du CT scanner). Du à son caractère non invasif et la
itions d’un examen normales car elle n
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32 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE possibilité d’obtenir des coupes dans 3 dimensions (axial, sagittal et coronal), l’IRM a
e
oss sculaire (Fig. 4-1).
Figure 4-2 Principe de la technique de l’imagerie par résonance magnétique (IRM)
4.2.1. Création d’une aimantation macroscopique
En imagerie par résonance magnétique, la première étape consiste à soumettre le sujet
examen à l’action d’un champ magnétique statique uniforme B0 fourni par un aimant. Ce
champ magnétique B0 a pour but de créer une aimantation macroscopique des différents
tissus de l’organisme. L’intensité de ce puissant champ magnétique statique B0 varie
entre 0,1 et 2 Tesla1.
4.2.2. Impulsion de radiofréquence
Une fois l’aimantation macroscop rents tissus de l’organisme obtenue à
l’ai
rapidement montré qu’elle est bien adaptée à l’étude du système nerveux central, systèm
eux, articulaire et mu
4.2. Principe de l’IRM Tandis que la résonance magnétique nucléaire exploite les propriétés magnétiques des
noyaux qui possèdent un nombre impair de nucléons tels que l’hydrogène (1H), le
carbone 13 (13C), le fluor 19 (19F), le sodium 23 (23Na), le phosphore 31 (31P).
L’imagerie par résonance magnétique (IRM) exploite spécifiquement les propriétés
magnétiques du noyau d’hydrogène (1 H) qui sont formé d’un seul proton. L’utilisation
de ce noyau est optimale du fait de sa grande abondance dans les tissus vivants.
ique des diffé
de du champ magnétique statique B0, on perturbe cet état d’équilibre à l’aide d’une
impulsion de radiofréquence. Cette impulse de radiofréquence perturbe l’état d’équilibre
et fournit de l’énergie aux protons des différents tissus.
1 1 Tesla = 10 000 gauss
B0
Radio fréquence (RF)
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LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 33
4.2.3. Recueil du signal IRM
A l’arrêt de l’impulsion de radiofréquence, les photons reviennent à leur position
d’équilibre. C’est la relaxation. En revenant à leur position d’équilibre, les photons
réémettent l’énergie qui leur a été transmise, il s’agit d’un signal de relaxation. Ce signal
dép
elaxation T1 et T2.
Ce sont ces constantes de relaxation différentes d’un tissu à l’autre et différents d’un
processus pathologique par rapport à un organe sain qui permet de reconstruire l’image.
Pour core à
localise ig des gradients de champ
mag
antages
Le signal des tissus de l’organisme est déterminé par la valeur de la densité de proton
(Φ) et n longitudinale T1 et transversale T2. Ces
con
erromagnétique prisonnier d'une
protéine, afin d’augmenter le contraste d’une région d’intérêt.
end du nombre de proton stimulé [densité de proton : (Φ)] et de deux constantes de
temps de relaxation (Fig. 4-3) :
• La constante de relaxation longitudinale T1
• La constante de relaxation transversale T2
Aimantation Mz Mxy
Figure 4-3 Temps de r
obtenir une image reproduisant le formalisme anatomique, il reste en
r l’or ine du signal émis. Ceci est effectué avec
nétique qui permettent d’obtenir un champ magnétique pour chacune des régions de
l’espace.
4.3. Caractéristique de l’IRM
4.3.1. Les av
les co stantes de temps de relaxation
stantes étant différents d’un tissu à l’autre, l’imagerie par résonance magnétique est
caractérisée par la bonne qualité du contraste spontané existant entre les différents tissus
(Fig. 4-2 et 4-3). Comme pour le CT scanner, il est possible d'utiliser des produits de
contrastes comportant du Gadolinium, un élément f
T1 T2 t t
63%
37%
x y
z B0
trongton© 2004
34 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
Figure 4-4 Image en IRM permet d’observer des différents tissus du cerveau grâce à la qualité du
contraste spontané d’IRM.
Figure 4-5 Image du CT scanner permet
seulement de localiser des organes différentiels (os et tissus) du cerveau.
calisation du signal dépendant des variations de champ magnétique induites par
les gradients de champ magnétique, donc on peut obtenir en IRM des coupes en trois
plans de l’espace (Fig. 4-6). En plus, l’im ut reconstruire à n’importe quel degré ce
qui demande de changer de la position du patient chez la radiographie à rayon X ou
d’installer une technique de reconstruction de volume au CT scanner.
La lo
age pe
Figure 4-6 Axial, coronal et sagittal coupes
Enfin, l’utilisation de champ magnétique et de radiofréquence explique le caractère
parfaitement non invasif de l’imagerie par résonance magnétique. Par cette raison,
l’imagerie par résonance magnétique est souvent utilisée dans les examens pédiatriques
car elle n’effectue pas des effets potentiels sur le corps des enfants et des adultes.
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LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 35
4.3.2. Les inconvénients
Les contre-indications absolues se résument aux porteurs d’un stimulateur cardiaque
(pacemaker) dont le rythme risque d’être modifié par les champs magnétiques et les
porteurs de clips vasculaires intracrâniens ferromagnétiques.
Les prothèses métalliques, les matériaux dentaires, les fils métalliques vont créer des
artéfacts à leur contact de par la distorsion du champ magnétique qu’ils provoquent (Fig.
4-7).
Figure 4-7 Les matériaux dentaires métalliques causent des artéfacts
En imagerie médicale, l’IRM a été limitée par la durée du temps d’acquisition et les
mouvements volontaires du patient (comme mouvement du cœur et du poumon) pendant
l’examen (Fig. 4-8 et 4-9). Un examen d’IRM peut durer normalement de 20 à 90 minutes
et un petit mouvement du patient conduit à une reprise de l’étude. Donc, la diminution
impressionnante du temps d’acquisition explique le développement des applications de
l’imagerie par résonance magnétique.
Figure 4-8 L’image obtenue sans la technique de compensions du mouvement de cardiaque et de poumon.
Figure 4-9 L'image obtenue en utilisant la technique du gating. Il requise de données à chaque période du cardiaque. Cette tecéliminé efficacement le mouvement cardiaq
hnique a ue.
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36 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
Fin me d’imagerie par résonance magnétique (IRM) est
très
re génération dans la famille de la Tomographie en imagerie médicale. En effet,
pendant environ 20 années de développement (en comparant avec plus 100 années de
rayon X), l’imagerie par résonance magnétique a été acceptée très rapidement et
largement dans le domaine l’imagerie médicale morphologique et l’imagerie
fonctionnelle. Encore que cette technique doive modifier non seulement de mises au point
des nouvelles matériaux mais aussi la technologie d’acquisition de l’image en profitant le
développement de technologie d’inform
La tâche principale d’amélioration de m riel est de perfectionner le magnétique
utilisé pour qu’elle soit plus léger. Autrefois, une IRM scanner mesurait environ 7.711 kg
de poids. Maintenant, un nouveau scanner pèse seulement 4.400 kg. Par conséquent, la
taille du magnétique est ainsi dim
très im
Un moderne IRM scanner à superbe
alement, le coût pour un systè
coûteux. Donc le prix d’un examen est également très cher. Par cette raison, il n’y a
que 178 centres d’hôpitaux en France (en 2000) qui installent cette machine et seulement
2 établissements à Hô Chi Minh ville.
4.4. L’IRM en futur La technologie d’imagerie par résonance magnétique (IRM) en ce moment est la
derniè
ation.
até
inuée environ 0,5 m de longueur. Cette modification est
portante afin que le système d’IRM devienne de plus en plus compatible avec les
patients.
conduction magnétique 1,5 Tesla (GE Medical). Figure 4-10
trongton© 2004
LA TRANSFORMATION DE RADON ET SON APPLICATION … 37
En outre, la qualité et la stabilité du magnétique joue un rôle très décisif de la haute
qualité de l’image acquisition. Aujourd’hui, tous les systèmes d’IRM scanner utilisent
actuellement le gradient magnétique1 malgré sa faible intensité et son instabilité. Bien
qu’un système d’IRM à superbe conduction magnétique soit réalisé par GE Medical (Fig.
4-10), ce dernier n’est pas utilisé largement à cause de son prix. On espère que dans
l’av
erfusion.
enir ces systèmes seront plus populaires dans les hôpitaux.
Dans le domaine de la médecine diagnostique, la recherche sur la fonction du cerveau
est en train de se développer intensivement. Grâce à l’image d’acquisition par IRM, on
peut mieux comprendre comment notre cerveau fonctionne. Par exemple, en observation
sur certaines régions spécifiques de l’image d’acquisition, on peut connaître l’état
sentimental ou physique du patient : détendu ou stress, joyeux ou triste (voir Fig. 4-11).
Une autre application dans ce domaine est de visualiser la fonction dynamique du
poumon en deux périodes de ventilation et de p
Figure 4-11 L’IRM permet de visualiser l'activité des cellules de différentes zones du cerveau au repos, puis en réponse à trois stimulations acoustiques de nature différente (Microsoft Encyclopédie Encarta 2002).
En conclusion, l’IRM ne se limitera d’après notre imagination. Il est certain que les
patients bénéficieront plus du progrès de l’imagerie par résonance magnétique (IRM).
1 Dans une machine d’IRM conventuelle, il y a trois gradients magnétiques. La puissance de chaque magnétique varie de 180 – 270 gauss (de 18 – 27 milli Tesla) trongton© 2004
38 Chapitre 1. LA TOMOGRAPHIE MÉDICALE
5. Conclusion
La découverte des rayons X de Ronghen en 1895 a fait naissance une nouvelle
branche en médecine diagnostique : Imagerie médicale. Bien que l’imagerie médicale soit
un domaine d’application assez nouveau, elle a développé très rapidement et a été
considéré comme une spécialité de recherche la plus active au monde médical.
L’arrivée du CT scanner dans les années 1970 ouvre des perspectives en imagerie
axiale grâce à la technique de la tomographie X. Le développement de la tomographie est
beaucoup plus rapide que la radiographie à rayon X. Plusieurs types de machine ont été
créés pour répondre au besoin de la qualité et de la rapidité d’acquisition de l’image
d’utilisateurs. Le tomographe multicoupes est la dernière d’évolution de la
tomodensitométrie (TDM) à ce moment. Cette machine a élargi le domaine de
l’application du CT scanner en imagerie cardiaque (coronaire et perfusion) qui est le
prochain défi de la TDM.
L’introduction au début des années 1980 de l’Imagerie par Résonance Magnétique
(IRM) a représenté une avancée majeure en imagerie médicale. L’image d’acquisition ne
s’est limitée plus au plan frontal ou axial mais a été ouverte au plan sagittal. Un autre
caractère de l’IRM qui s’intéresse les chercheurs à continuer ses études est la
caractéristique de sécurité pour la santé du champ magnétique de l’IRM. On peut dire
également que l’imagerie par résonance magnétique (IRM) est la cible de développement
science de l’imagerie médicale est au carrefour de la science naturelle, de
médecine et de l’informatique. L’art visuel et la science de la santé se croisent à
l’im
La Radiographie à rayon X est la première machine de l’imagerie médicale qui a
apparu dans les années 1890. Pendant plus de 100 ans au service, la radiographie à rayon
X a fait beaucoup d’évolution pour perfectionner l’image obtenue comme digitalisé les
équipements d’acquisition, diminue la dose d’irradiation et simplifié l’étape de
développement du cliché. Malgré le développement de plusieurs types de la machine
imagerie médicale aujourd’hui, la radiographie à rayon X reste encore un rôle
inchangeable dans la qualité des soins médicaux.
pour toutes les machines de l’imagerie médicale à l’avenir.
En effet, la
la
agerie médicale pour servir la vie de l’homme.
trongton© 2004