LE PRINCIPE DU SCANNER

LE SCANNER :

Historique Principe Les différents scanners Et le malade ?

LES RAYONS X : Principe & Production Les rayons X & la matière Dangers

LES PRODUITS DE CONTRASTE : Définition Risques

PRINCIPE DU SCANNER

INTRODUCTION :

La technique du scanner permet l’exploitation précise de nombreux organes. L’avantage de cette technique par rapport à la radiologie classique est l’obtention, grâce à sa sensibilité, de résultats, coupe par coupe, des éléments jusqu’alors confondus sur les clichés radiographiques standards. En effet, en radiologie classique, le faisceau de rayons X projette sur une plaque radiographique les ombres des organes traversés en les confondant. Les zones entourées par des tissus plus denses (comme les os) ne sont donc pas visibles. Le scanner X pallie cet inconvénient : il permet de visualiser tous les éléments profonds de l’organisme. Son principe est en effet de choisir un plan de coupe et d’effectuer de multiples projections sous différents angles afin de connaître le coefficient d’atténuation en chaque point du plan.

Pour plus d’explications, voir la partie Les Rayons X & la matière.

FONCTIONNEMENT :

Le patient est placé sur une table qui se déplace dans le sens longitudinal à l’intérieur d’un court anneau (généralement aux alentours de 70 centimètres de diamètre). Celui-ci contient un tube à rayons X qui génère un faisceau d’une épaisseur de 1 à 10 millimètres et qui va tourner autour du patient. En face du tube sont disposés des milliers de détecteurs qui vont mesurer l’intensité résiduelle du faisceau qui a traversé le corps.

Dans un scanographe, un premier détecteur électronique (le capteur C_o du schéma ci-dessus) mesure l’intensité du fin pinceau de rayons X émis par le tube à rayons X avant qu’il ne balaie point par point la tranche du corps à examiner. Pour explorer cette coupe, le tube effectue une rotation complète degré par degré.

Une partie du rayonnement incident (celui qui entre en contact avec le corps) est absorbé par les tissus traversés. Le rayonnement émergent (celui qui ressort) est capté par un détecteur électronique (le capteur C₁ quand la source est en S₁) qui tourne en même temps que le tube (de façon synchrone). Quand la source est en S₂, le capteur est en C₂, etc. Au cours de la rotation, rayons X incidents et rayons X émergents captés sont comparés et convertis en signaux électriques.

Un peu plus de 2 millions de données sont enregistrés en quelques secondes par l’ordinateur. Le programme de celui-ci permet de calculer l’absorption du rayonnement en chaque point de la coupe. Le scanner utilise l’absorption des rayons X en relation directe avec la densité des tissus que les rayons ont rencontrés. Les résultats sont alors mis en mémoire.

Un traitement informatique complexe permet ensuite de faire apparaître sur l’écran l’image reconstituée d’une coupe axiale de 1 à 10 millimètres d’épaisseur. Cette image traduit les variations d’absorption des tissus traversés auxquelles sont associées des variations de nuances (noir, gris, blanc) ou des couleurs conventionnelles.

LES ELEMENTS DE LA CHAINE SCANOGRAPHIQUE :

cun systeme de mesures contenant lui -meme :

- Un tube protecteur de rayons X

Le pinceau de rayons X se propage selon un axe dit “axe de détection”.

- Un ensemble d’acquisition des mesures

Des détecteurs électroniques recueillent le rayonnement résiduel après traversée de l’organe à explorer et, par comparaison avec un rayonnement témoin, mesurent l’atténuation des rayons X dans l’axe du pinceau. Les détecteurs convertissent les signaux des rayons X en signaux électriques eux-mêmes convertis en informations numériques exploitables par les programmes de l’ordinateur.

Un signal recueilli selon un seul axe ne peut à lui seul donner une information suffisante. Mais, en tournant simultanément la source de rayons X et le détecteur autour d’un “point” (en réalité un petit volume), l’ensemble des signaux reçus renseigne sur l’absorption autour de ce point : une rotation de 360 degrés, degré par degré, donne 300 à 400 mesures. A chaque mesure correspond un Profil d’absorption des rayons X.

Il est possible actuellement de convertir numériquement des millions de profils avec une durée d’acquisition des mesures variant de 0,6 à 4 ou 6 secondes !

cun systeme de reconstruction de l’image

Les signaux électriques sont convertis en nombres binaires : 101 10101, 11001111, etc. L’ordinateur utilisé est programmé pour “digérer ” ces millions de données numériques et traduire en image par des niveaux de gris les différences d’atténuation des rayons X dans les divers volumes élémentaires de l’organe examiné, ses voxels (le mot “voxel” vient de l’anglais “volume element” c’est-à-dire “élément de volume”. En imagerie médicale, la coupe à représenter étant toujours une tranche mince, un voxel est un petit élément de volume de celle-ci.).

La durée de la reconstitution de l’image varie de 3 à 8 secondes. On notera que l’ordinateur peut commander aussi le tube de rayons X et l’étalonnage des récepteurs. Il peut archiver sur disque optique toutes les données et stocker des informations concernant le patient.

cune console de visualisation DE L’IMAGE

Chaque donnée numérique va être convertie, sur un écran d’ordinateur (un moniteur) en un point lumineux dont l’intensité (blanc, gris, noir) est proportionnelle à l’absorption des rayons X. On obtient alors une image écran classique. En scanographie, 10 millions d’images sont à effectuer pour produire une seule image. Seul un ordinateur ultra- puissant peut les réaliser. L’opérateur peut intervenir sur le type de calculs programmés et ainsi choisir une fenêtre de visualisation (un zoom), mesurer des densités et des distances, examiner la coupe transversale sous différents angles (une inclinaison de 25 à 30 degrés est possible), reconstituer une image en 3 dimensions, …

La 3D permet une vue de “l’objet” sous différents angles, ce qui facilitent notamment l’étude de fractures d’os courts et compacts. Elle permet, par exemple, d’obtenir des vues “éclatées” de l’os du talon fracturé en plus de trois fragments. Le chirurgien dispose ainsi d’une bien meilleure approche du travail qu’il doit accomplir…

Docteur Gravier dans la salle de surveillance et de reconstruction de l'image.