Lundi 16/12/2013 Pauline PERREARD L2 BTIME Pr. C

BTIME – L'imagerie par rayons X
Lundi 16/12/2013
Pauline PERREARD L2
BTIME
Pr. C. CHAGNAUD
Correcteur 5
16 Pages
L'imagerie par rayons X
A. Introduction
L'imagerie médicale est l'ensemble des techniques qui permettent l'acquisition et le traitement
des images internes du corps humain.
En vue de :
–établir un diagnostic
–surveiller une pathologie connue (sous ou sans traitement)
–réaliser un traitement : « radiologie interventionnelle »
–Recherche scientifique (anatomie, physiologie..) (sur le corps humain ou chez l'animal).
Il existe différents types d'appareillage et donc des images d'aspect différent :
–radiologie classique (par RX)
–échographie
–reconstruction sagittale à partir d'acquisition tomodensitométrie
–IRM
–scintigraphie (osseuse)
A. Introduction
B. Radiologie « conventionnelle » : Composition et fonctionnement
I. Généralités
II. Production du faisceau
III. Atténuation
a. Loi de Lambert-Beer
b. Interactions des rayons X avec la matière
IV. Détecteurs
a. Détecteurs analogiques
b. Détecteurs numérisés
C. Corps humain vis-à-vis des rayonnement X
D. Bases physiques : Tangence faisceau/ Objet
E. Avantage du radiodiagnostic
F. Les limites du radiodiagnostic
G. Solutions proposés

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On peut scinder l'imagerie médicale en 2 catégories en fonction de leur énergie :
→ les radiations ionisantes
–imagerie par rayons X
–imagerie par radio-isotopes
→ Radiations non ionisantes
–Imagerie par ultra-sons
–Imagerie par ondes radio
Imagerie par rayon X : existe depuis 1896
–radio « conventionnelle »
–Scanner (Tomodensitométrie) : TDM
Imagerie par radio isotope :
–Scintigraphie
–Tomographie par émission de positons : TEP
Imagerie par ultra-sons :
–échographie (US)
–échographie - Doppler
Imagerie par ondes radio :
–imagerie par résonance magnétique (nucléaire) : IRM
B. Radiologie « conventionnelle » : Composition et fonctionnement
I. Généralités
Elle permet d'obtenir une image bidimensionnelle à partir d'un objet tridimensionnel.
Technique de transmission /atténuation : Une partie du rayonnement va être atténuée/absorbée,
une partie va traverser → On obtient une modulation du faisceau et donc une image.

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Tube radiogène : C'est l'objet qui va produire le faisceau de RX.
Il y a un faisceau incident qui est produit par le tube radiogène et un faisceau sortant (atténué) qui se
dirige sur le détecteur.
II. Production du faisceau :
Le tube radio X fonctionne en bombardant une cible généralement en tungstène qui est l'anode .
Les électrons entrent en contact avec le tungstène pour produire un faisceau de rayons X.
La production des rayons se fait par deux procédés différents superposés, qui vont former deux
spectres de forme différente:
•Un rayonnement de freinage : les électrons vont être déviés par les noyaux de charges
positive des atomes de tungstène, cette déviation va entraîner une émission de photons de
freinage dont l'énergie varie de 0 jusqu'à une énergie maximale (totalité de l'énergie
cinétique de l'électron émis par la cathode).
C'est une interaction électron-noyau.
→ On obtient un spectre continu avec beaucoup de photons de faible énergie et peu à
l’énergie maximale.
Ce spectre ne dépend pas de la nature du métal utilisé. En pratique on n'observe pas les
photons de plus faible énergie car ils sont absorbés par le tube.

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•La fluorescence : interaction électron-électron.
L'électron incident percute un électron d'une couche électronique profonde de l'atome de
tungstène, cet électron est éjecté, puis il y a un ré-arrangement électronique en cascade et
une ré-émission à chaque saut de niveau d'énergie, c'est ce qui fait qu'on obtient un spectre
de raies.
Ce spectre vient se superposer au spectre du rayonnement de freinage.
Spectre de raie dépend de la nature du métal utilisé (tungstène ++ mais on utilise du
molybdène en mammographie).
Maintenant les tubes radiogènes récents ont une anode tournante pour la refroidir (ce n'est jamais la
même partie de l'anode qui reçoit les rayonnements, sinon elle fondrait). Il y a une émission
horizontale de RX préférentielle et majoritaire même si ils sont émis dans tout les sens. Ces tubes
sont cachés dans des enveloppes de plomb avec des gaines de refroidissement.
Tube radiogène : c'est le premier intervenant
Un système de diaphragme et de lames de plomb viennent moduler la géométrie du faisceau
incident. Il produit ainsi un faisceau homogène, c'est-à-dire que son intensité est identique sur un
plan dans toutes les directions.
Il n'y a pas de relief dans le faisceau, il y a la même quantité de photons à tout les endroits du
faisceau.

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III.Atténuation
Objet :
L'interaction des rayons X avec l'objet → Modulation.
Le faisceau rencontre un milieu hétérogène à la fois dans son épaisseur et dans sa structure, ce
faisceau va donc subir un phénomène d'atténuation.
a. Loi de Lambert-Beer
I= I° e-μX
μ : coefficient linéaire d'atténuation (CLA) en m-1
X : épaisseur de l'objet en m
S'agissant d'un milieu homogène, s'il y a une atténuation on verra apparaître un relief d'intensité.
La modulation d'atténuation peut se faire par la variation de l'épaisseur mais également en fonction
de la variation du CLA.
Chaque niveau d'intensité est dépendant de l'épaisseur relative et du CLA relatif de chaque partie de
l'objet.
→ Faisceau sortant = image radiante
b. Interactions des rayons X avec la matière :
Aux énergies du radio-diagnostic (Emax = 140Kev et Emoy = 90-100 Kev) : 2 effets
–effet photo-électrique
–effet Compton