Imagerie Master UE Sciences Morphologiques 2012 2D Morphologie Descriptive Mesures Rapports 2D 3D 2D dans les 3 plans Image 3D 2D avec temps Morphologie Descriptive Mesures Rapports Fonctionnelle 2D 3D 4D 2D dans les 3 plans Image 3D 2D avec temps Morphologie Descriptive Mesures Rapports Fonctionnelle Radiologie Radiologie Historique 1895 : Pr Wilhelm Conrad Roentgen (Würstburg – Allemagne) Radiographie de face de la main gauche de Me A Bertha, sa femme Radiologie Radiologie Standards : Os, poumons +++ Radiologie Radiologie Agrandissement Biais B B A B>A A Radiologie Radiologie Incidence – mesures Biais A B A B B > A, mais perpendiculaire Radiologie Incidence – angles Radiologie Biais 85° 70° 100° 60° Radiologie Radiologie Incidence – forme Biais Linéaire Courbe Radiologie Radiologie exemple Biais HKA ?! Radiologie Radiologie Biais B A Distorsion Radiologie Radiologie Biais Calibrage Clichés numérisés Téléradiographies (5m) Incidence précise (repères externes) Critères de qualité détaillés Ratios (rapports de dimensions = forme) 10 cm Radiologie Radiologie exemple Radiologie Sang (artère) Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Image endoluminale Coronarographie Artériographie des membres inférieurs Radiologie Sang (veine) Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Image endoluminale Phlébographie intracranienne Phlébographie pelvienne Radiologie Sang Lymphatique Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Image endoluminale Lymphographie pelvienne Radiologie Sang Lymphatique Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Image endoluminale Organes creux Tube digestif Estomac TOGD Radiologie Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Image endoluminale Sang Lymphatique Organes creux Tube digestif Estomac Jéjuno-iléon Transit du grêle Radiologie Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Image endoluminale Sang Lymphatique Organes creux Tube digestif Estomac Jéjuno-iléon Côlon Lavement aux hydrosolubles Radiologie Sang Lymphatique Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Organes creux Image endoluminale fonctionnelle Tube digestif Estomac Jéjuno-iléon Côlon Rectum Défécographie Radiologie Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Image endoluminale Sang Lymphatique Organes creux Tube digestif Estomac Jéjuno-iléon Côlon Rectum Appareil uro-génital Utérus et trompes Hystérosalpingographie Radiologie Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Image endoluminale Sang Lymphatique Organes creux Tube digestif Estomac Jéjuno-iléon Côlon Rectum Appareil uro-génital Utérus et trompes Vessie et uretères Urographie rétrograde Radiologie Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Image endoluminale Sang Lymphatique Organes creux Tube digestif Estomac Jéjuno-iléon Côlon Rectum Appareil uro-génital Utérus et trompes Vessie et uretères Urètre Urétrocystographie rétrograde Radiologie Radiologie Sang Lymphatique Avec injection d’un produit de contraste Organes creux Image endoluminale fonctionnelle Tube digestif Estomac Jéjuno-iléon Côlon Rectum Appareil uro-génital Utérus et trompes Vessie et uretères Urètre Urétrocystographie permictionnelle Radiologie Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Image endoluminale Sang Lymphatique Organes creux Conduits excréteurs Glandes Seins Galactographie Radiologie Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Image endoluminale Sang Lymphatique Organes creux Conduits excréteurs Glandes Seins Submandibulaire Sialographie Radiologie Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Sang Lymphatique Organes creux Conduits excréteurs Espaces anatomiques Articulations Arthrographie Radiologie Radiologie Avec injection d’un produit de contraste Sang Lymphatique Organes creux Conduits excréteurs Espaces anatomiques Espace sous-archnoïdien Saccoradiculographie EOS : rayons X Radiologie - standard - contraste Historique : EOS Technologie : Georges Charpak (Nobel de Physique 1972) Détecteurs haute-sensibilité de particules de Xénon gazeux Rayons X faibles doses Rayons dans un collimateur de ½ millimètre Amplification du signal reçu Acquisition frontale et sagittale Acquisition en quelques secondes Corps entier ou ROI (Region Of Interest) Avantages Permet acquisition debout, assis, allongé Permet reconstruction 3D = précision identique à la TDM Qualité d’image équivalente ou meilleure dans 97.2% des cas / TDM EOS : rayons X Radiologie - standard - contraste EOS 8 à 10 fois moins / radiologie 2D jusque 1000 fois moins / TDM 3D EOS : rayons X Radiologie - standard - contraste EOS Images 2D Images 3D par déformation d’un modèle Applications Rachis en charge: scoliose de l’enfant et l’adolescent) EOS : rayons X Radiologie - standard - contraste EOS Applications Corps entier ou ROI en charge : interaction rachis, hanches, genoux (Planification chirurgicale des prothèses car images calibrées) TDM Radiologie - standard - contraste EOS TDM Historique Hounsfield et Cormack, Nobel Médecine 1979 1ère génération : 2ème génération (2 années après) : plusieurs détecteurs, émission en faisceau crayon 3ème génération (5 ans plus tard) : 1 émetteur rotatif et 1 récepteur 300 secondes d’acquisition 30 minutes d’examen coupe de 13 millimètres faisceau en éventail prend toute la ROI 4ème génération : détecteur circulaire abandonnée Spiral CT, MDCT Radiologie - standard - contraste Historique la table durant l’acquisition (spiral CT) EOS TDM - spiral CT - MDCT Dans les années 1990 : acquisition spiralée ou hélicoïdale en translatant Image volumique possible Images ROI plus large en une seule fois Début années 2000 : augmentation du nombre de détecteurs, (MDCT, multidetectorCT) De 2, 4, 16, 32, 64, 128 ou 256 rangées Spiral CT, MDCT, ADCT Radiologie - standard - contraste Récemment : EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT ADCT (area-detector CT) : Élargissement de la zone de détection Pas de translation de la table Ex : 320 rangées de détecteurs = 16 centimètres en 1 rotation moins de 1 seconde épaisseur de coupe de moins de 1 millimètre Deux sources en même temps deux énergies différentes en même temps et synchrones diminution du temps d’acquisition différentiation tissulaire (matériels et tissus) augmentation de résolution temporelle diminution des radiations. Spiral CT Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP Récemment : ADCT (area-detector CT) : Élargissement de la zone de détection Deux sources en même temps Progrès des software : reconstruction multiplanaire (MPR, multiplanar reconstructions), reconstruction 3D volumique (VRT, Volume-rendering technique), intensification des densités (MIP, maximum-intensity projection) MPR Spiral CT Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT Choix du plan de coupe Spiral CT Fenêtrage Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT Thorax Os Abdo Pulm Abdomen Pelvis Spiral CT Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT Exemple Spiral CT Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP Récemment : ADCT (area-detector CT) : Élargissement de la zone de détection Deux sources en même temps Progrès des software : reconstruction multiplanaire (MPR, multiplanar reconstructions), reconstruction 3D volumique (VRT, Volume-rendering technique), intensification des densités (MIP, maximum-intensity projection) MPR - VTR Spiral CT Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP Récemment : ADCT (area-detector CT) : Élargissement de la zone de détection Deux sources en même temps Progrès des software : reconstruction multiplanaire (MPR, multiplanar reconstructions), reconstruction 3D volumique (VRT, Volume-rendering technique), intensification des densités (MIP, maximum-intensity projection) MPR - VTR Spiral CT Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP Récemment : ADCT (area-detector CT) : Élargissement de la zone de détection Deux sources en même temps Progrès des software : reconstruction multiplanaire (MPR, multiplanar reconstructions), reconstruction 3D volumique (VRT, Volume-rendering technique), intensification des densités (MIP, maximum-intensity pixel) MIP - VTR Spiral CT Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP Applications : Images vasculaires (angioTDM avec visualisation des structures extra et intraluminales) Coronarographie synchronisée à l’ECG Spiral CT Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP Applications : Articulaire dynamique Régions anatomiques complexes (syndrome costo-claviculaire) Spiral CT Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP Exemple CBCT (Cone-beam X-rays CT) Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP CBCT Technologie : Intérêt : Faisceau de rayon de forme conique entre la source et les détecteurs Détecteurs plan Acquisition isotropique = voxel Diminution radiations Haute fidélité des reconstructions (>MDCT) Voxel de très petites dimensions (100*100*100 m) Inconvénient : peu de contraste pour les tissus mous CBCT (Cone-beam X-rays CT) Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP CBCT Applications : Angiographie (1982) = toujours domaine recherche Dentomaxillofacial (2000) : planification, sinus, temporo-mandibulaire, os temporal, base du crâne C-arm, O-arm Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP CBCT C-arm O-arm Imagerie interventionnelle : C-arm, O-arm MRI (Magnetic Nuclear Imaging) Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP CBCT C-arm O-arm IRM Historique Paul Lauterbur et Peter Mansfield, Nobel Médecine 2003 Principe du couplage entre le moment magnétique du noyau des atomes et le champ magnétique externe (spectroscopie) 1ère image de tissu humain: 1975 1ère image du corps humain vivant : Damadian (1977) 0.5, puis 1, 2 et 3 Tesla… 11 Tesla (en recherche CEA) Fermée – ouverte MRI (Magnetic Nuclear Imaging) Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP CBCT C-arm O-arm IRM Fast acquisition fMRI (fonctionnel Magnetic Nuclear Imaging) Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP CBCT C-arm O-arm IRM - fIRM Principes (1992) : le neurone activé Augmentation de la vitesse du flux sanguin Augmentation du volume du flux sanguin Augmentation de l’oxygénation du flux sanguin BOLD (Blood Oxygenation Level-Dependent) Propriétés de deoxyhémoglobine : fer qui influence le champ magnétique Modifie le signal en T2 : activation corticale = diminution de deoxyHb = augmentation du signal fMRI (fonctionnel Magnetic Nuclear Imaging) Radiologie - standard - contraste Evolution : ASL (Arterial Spin Labelling) : EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP Marquage des noyaux d’hydrogène (eau) par impulsions radiofréquences Niveau cellulaire : gonflement des cellules = diminution de la diffusion locale des molécules d’eau (plus spécifique que BOLD) pas d’injection pour quantifier le débit sg Functional diffusion rsfMRI : resting-state, connectivité neurophysiologique CBCT C-arm O-arm MRI - fMRI - ASL - Func Diff - rsfMRI rsfMRI : connectivité cortex cingulaire postérieur et cortex frontal FD : taper du doigt ASL fMRI (fonctionnel Magnetic Nuclear Imaging) Radiologie - standard - contraste Applications fMRI : EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP CBCT C-arm O-arm MRI - fMRI - ASL - Func Diff - rsfMRI cartographie des aires corticales (expérimentale, pré-opératoire), surtout pour les aires primaires motrices et sensitives (aire du langage) ou dominance hémisphérique Planification des résections tumorales : non invasive, évaluation du déficit postop éventuel Diagnostic précoce, suivi de pathologie (Alzheimer, Parkinson, psychiatrie, plasticité post-traumatique) IRM de Flux : LCS, Débit veine porte DWI (Diffusion weighted imaging) Radiologie - standard - contraste Principes Mouvement Brownien (Einstein 1905) : EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP Eau : mouvement moléculaire à distribution gaussienne avec coefficient de diffusion mesurable Tissu humain : anisotropie, pas de diffusion gaussienne, mais interaction entre les tissus mesurable de séquences spécifiques Diffusion MRI : Milieu des années 1980 CBCT C-arm O-arm MRI - fMRI - ASL - Func Diff - rsfMRI DWI DWI : TC DWI (Diffusion weighted imaging) Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP Applications Ischémie cérébrale (diminution de la diffusion de l’eau par l’œdème cellulaire) Oncologie MR-tractographie et DTI (Diffusion Tensor Imaging) : faisceau de substance blanche car diffusion préférentielle de l’eau le long du faisceau, preopératoire de l’épilepsie et tumorale, désordre psychiatrique (schizophrénie), système nerveux périphérique, fibres musculaires et ligamentaires, plancher pelvien CBCT C-arm O-arm MRI - fMRI - ASL - Func Diff - rsfMRI DWI - MRtracto - DTI DTI : fx thalamo-cortical MR tractographie IRM et DWI Radiologie - standard - contraste EOS TDM - spiral CT - MDCT - ADCT - MPR - VTR - MIP CBCT C-arm O-arm MRI - fMRI - ASL - Func Diff - rsfMRI DWI - MRtracto - DTI Exemple