RADIODIAGNOSTIC

__ Faculté de Médecine de LILLE _____________ Biophysique et Imagerie Médicale __
____ Dr S. Coequyt 2005 __________________________________________ 64 ______
RADIODIAGNOSTIC
De la radioscopie à la scanographie
Dès la découverte des rayons X , deux tendances se sont opposées :
la radioscopie et la radiographie (cf. p. 41).
De 1920 à 1950, le matériel développé par les physiciens et fourni par
les industriels (tables de radiologie, développeuses automatiques, matériel de
radioprotection, etc.) a été validé par les médecins utilisateurs.
La radiologie conventionnelle s’est imposée comme la technique de
base de l’imagerie. Régulièrement l’adaptation des matériels et des produits
pharmacologiques accompagne les progrès médicaux. C’est ainsi que sont
apparus la tomographie conventionnelle, la mammographie, la radiographie
panoramique dentaire, l’angiographie.
Depuis les années 1980, l’évolution explosive de l’informatique
autorise les explorations par imagerie numérique, telles que l’angiographie
numérisée, la scanographie et dans le sillage, toutes les techniques modernes
d’exploration dérivant des mêmes concepts de base.
I LA RADIOSCOPIE
I - 1 ) Radioscopie conventionnelle
- Technique :
Les photons X non absorbés par le
thorax sont détectés par la fluorescence
d’un écran de sulfure de zinc ou de
cadmium. Une vitre au plomb limite
l’irradiation de l’observateur (directement
dans le faisceau de rayonnement).
La dose absorbée est cependant loin
d’être négligeable tant pour le malade que
pour le médecin.
- Avantages :
Simple, de faible coût, existe
uniquement dans des zones peu équipées.
L’étude cinétique des organes est
possible : cœur, poumons, diaphragme.
- Inconvénients :
Faible définition et faible luminance,
adaptation dans l’obscurité pour
l’observateur (vision scotopique).
Irradiation importante, actuellement
dissuasive.
Absence de document objectif.

__ Faculté de Médecine de LILLE _____________ Biophysique et Imagerie Médicale __
____ Dr S. Coequyt 2005 __________________________________________ 65 ______
La radioscopie conventionnelle a été responsable d’une
radiopathologie médicale qui n’existe plus actuellement. Si la fréquence des
leucémies était dix fois supérieure chez les radiologistes avant 1930, elle est
devenue actuellement identique à celle de la population générale.
Cette amélioration coïncide avec la création de la CIPR (commission
internationale de protection radiologique), en 1928. Pour le patient, la dose
absorbée pouvait nettement dépasser 0,1 Sv par examen, cent fois supérieure
par rapport aux techniques actuelles.
La radioscopie conventionnelle est une technique en voie de
disparition.
I - 2 ) Radioscopie à amplificateur de luminance.
- Technique :
Un premier écran fluorescent (écran
d’entrée) reçoit l’image radiante convertie
en faisceau d’électrons focalisé sur un
second écran (écran de sortie), par un
système de lentilles électroniques.
Cette image de 5 à 10 000 fois plus
lumineuse que l’image primaire peut être
observée en vision photopique, mais aussi
être photographiée ou enregistrée par une
caméra de télévision.
- Avantages :
La dose absorbée par le patient est
réduite d’un facteur supérieur à 100 pour
le patient. La dose reçue par le médecin
est quasi-nulle, l’observateur n’est pas
dans le faisceau du rayonnement ionisant.
Les études dynamiques sont
réalisables, transit, positionnement du
malade, choix du cliché, cathétérisme
guidé.
- Inconvénients :
La résolution de l’image est réduite.
La dose délivrée au cours du temps de scopie est le l’ordre de 1 mSv par mn.
II LA RADIOPHOTOGRAPHIE
L’écran fluorescent est photographié puis le document est dans un
second temps analysé par le radiologue.
L’irradiation est environ dix fois plus faible qu’en radioscopie
conventionnelle, mais dix fois plus forte qu’en radiographie.
Cette technique est encore utilisée en médecine du travail ou en
médecine scolaire et universitaire (camion de radio) et tend aussi à disparaître,
tout comme le dépistage de masse non orienté.

__ Faculté de Médecine de LILLE _____________ Biophysique et Imagerie Médicale __
____ Dr S. Coequyt 2005 __________________________________________ 66 ______
III LA RADIOGRAPHIE
C’est la technique de référence, modèle de l’imagerie médicale par
atténuation.
La cassette contient un film sans écran (radiographie des mains et des
poignets) ou le plus souvent avec écran renforçateur (cf. p.41).
L’irradiation est très faible, de l’ordre de 1 mSv pour une radiographie de
thorax.
- Technique :
Les paramètres de l’image
en kV et mAs sont fixés.
- Avantages :
Les flous sont minimisés (cf.
p.43), afin d’obtenir une
définition maximale.
L’irradiation est très faible et
le film radiologique est un
document objectif pouvant être
stocké et comparé.
- Inconvénients :
L’image est planaire, c’est à
dire en deux dimensions,
responsable d’une confusion
des plans superposés.
exemples : - cliché haute tension (thorax) 120 keV, 3 mAs
- cliché basse tension (bassin) 70 keV, 40 mAs
III LA TOMOGRAPHIE CONVENTIONNELLE
épaisseur de coupe
déplacement de la source
déplacement du film
La source et le film sont liés de façon
mécanique ou électromécanique, de telle
manière que l’image de la lésion reste
fixe sur le film, pour un plan déterminé,
par homothétie.
Les structures sus et sous-jacentes ne
sont pas fixes et paraissent floues sous
forme de traînées. On privilégiait ainsi
un plan de coupe.
Il était possible d’effacer les structures osseuses du thorax en
pneumologie par déplacement linéaire, dans d’autres cas les déplacements
source-film étaient elliptiques, spiralés ou hypocycloïdaux.
La tomographie conventionnelle a rendue de très nombreux services
en imagerie médicale, particulièrement en pathologie thoracique, cependant,
depuis quelques années la technique devient obsolète, essentiellement depuis la
naissance de la tomographie assistée par ordinateur (scanographie)

__ Faculté de Médecine de LILLE _____________ Biophysique et Imagerie Médicale __
____ Dr S. Coequyt 2005 __________________________________________ 67 ______
IV LA TOMODENSITOMETRIE OU SCANOGRAPHIE
La tomodensitométrie (TDM) ou scanographie est une technique
d’imagerie numérique représentant, dans un plan de coupe, les coefficients
d’atténuation des tissus rencontrés par le flux de rayons X .
Le principe mathématique de la reconstruction des images est connu
depuis 1917 (RADON, physicien autrichien), mais il fallu attendre les années
70 pour qu’apparaissent les premières applications médicales. Le brevet du
prototype industriel est déposé pour la firme EMI en 1972 par G.N.
HOUNSFIELD, prix Nobel en 1980.
Suite à l’apparition de la scanographie, l’imagerie médicale entre dans
l’âge adulte. L’obligation d’un choix parmi les examens est apparue, ainsi que
la nécessité du contrôle et la validation des techniques face à l’engouement des
médecins et du public.
IV - 1 ) Principe
Le principe est d’obtenir des coupes (tomos) de l’organisme après une
acquisition axiale transverse et reconstruction informatique de l’image
numérique.
La reconstruction est réalisée par rétroprojection utilisant la
transformée de FOURIER. Cette technique est classique en traitement du
signal ou d’images.
L’idée fondamentale de HOUNSFIELD est de restituer l’image par un
codage de gris (cf. p. 58) dont l’échelle (correspondant à une fenêtre variable)
est choisie en fonction des différences d’atténuation à analyser (paragraphe IV
- 4).
épaisseur de coupe
déplacement de la source
déplacement du film
sagittale
frontale
transversale
L’acquisition se fait sous
forme d’une pile d’images
transverses.
Le traitement informatique
reconstruit les différentes
coupes qui peuvent être :
- transversales
- sagittales
- frontales.
On élimine ainsi les
superpositions d’organes,
inévitables dans les techniques
conventionnelles.

__ Faculté de Médecine de LILLE _____________ Biophysique et Imagerie Médicale __
____ Dr S. Coequyt 2005 __________________________________________ 68 ______
Techniques conventionnelles
La réalité en trois dimensions
(3D) est analysée en deux
dimensions (2D).
Les superpositions anatomiques
et les diverses causes de flou limitent
la qualité de l’image.
Techniques tomographiques
La mesure axiale transverse,
réalisée sur de multiples projections
paramètrées par l’angle de mesure,
reconstitue le plan de coupe. L’image
s’affranchit des superpositions.
Le fenêtrage (cf. p. 74) permet une différenciation de contraste bien
plus importante qu’en imagerie classique.
Une pile de coupes superposées reconstitue l’image en trois
dimensions, plus intuitive car plus conforme à la réalité physique.
La mise en équation de la tomodensitométrie (TDM), est le résultat de
la généralisation de la loi d’atténuation linéique précédemment exposée (cf. p.
29). En scanographie, il ne s’agit plus de l’absorption d’un flux dont la surface
égale celle de la zone à examiner, mais de l’absorption d’un mince pinceau de
rayons X , traversant le milieu biologique hétérogène. Ce pinceau est déplacé
pas-à-pas, par translation ou par rotation.
Les schémas ci-contre illustrent le
passage de l’équation fondamentale pour
un milieu homogène
Φ = Φ0 exp ( - µ x )
à Φ = Φ0 exp ( - µ1 x1 - µ2 x2 - µ3 x3)
pour trois milieux de coefficients
d’absorption différents.
Ce que l’on généralise sans
difficulté pour n milieux :
Φ = Φ0 exp ( - µ1 x1 - .. - µi xi - ..- µn xn)
µ
x
Φ
0
Φ
Φ
0
Φ
x
2
µ
2
1
µ
3
x
3
µ
1
x
Cette dernière équation est souvent écrite sous une forme équivalente,
résumant la somme des atténuations partielles responsables de l’atténuation
globale :