Scanner à rayons X

Ministère de l’enseignement supérieur et de la
recherche scientifique
Université de Constantine_1
Faculté des sciences de technologie
Département d’électronique
master2 électronique médicale
Rapport de stage sur:
Le SCANNER MEDICALE
Maitre de stage
-ZEHHAF H
Réalisé par:
-RIBAH ABDERRAOUF
Sommaire
Introduction
Résume du stage
Chapitre 1:Présentation du CHU de Constantine
1-Historique sur CHU Constantine
2-Situation géographique
3- Service technique
Chapitre 2 :déroulement de stage
1-Historique de scanner
2-les différents générations de scanner
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3-Constituants de scanner
4-Principe de scanner
5-Les éléments de chaine scanographique
6-Les dangers sur le corps humain
Conclusion
Bibliographie
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Introduction
• Le mot “scanner” vient de l’anglais “scanography”. Ce terme vient du
mot anglais “to scan” qui signifie “EXAMINER” et du grec “graphein”
(écrire).
• Le scanner à rayon X est un appareil utile pour l'exploration du corps
humain
• Le travail de notre stage s’est focalisé sur l’étude du scanner à rayon X
• Compréhension de l’appareil, constitution et mode de fonctionnement.
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Résume du stage
• Ce stage a été effectué dans le centre hospitalier universitaire de
Constantine (CHUC). L’objectif de notre stage est la compréhension de
certains appareils médicaux utilisés en milieu hospitalier.
• Nous nous sommes intéressés au mode de fonctionnement du scanner à
rayon X et de son utilisation.
• Un intérêt particulier a été porté au mode de fonctionnement de la partie
électronique de cet appareil, très utilisé dans le diagnostic des anomalies
dans le domaine de la santé.
• Effectivement, le scanner permet d’explorer et de voir l’intérieur du
corps humain. On peut visualiser tout les organes, les os, les liquides, etc.
En noir et blanc, cet appareil donne des images en coupe qui peuvent être
assemblées pour obtenir une image tridimensionnelle et à l’aide de
logicielles une image en 3D couleur.
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Chapitre 1:Présentation du CHU de Constantine
1-Centre hospitalier universitaire de Constantine(CHUC)
C’est un établissement public a caractère administratif doté de la personnalité
morale et de l’autonomie financière, il est charge en relation avec l’établissement
d’enseignement de formation en science médicale ,des missions: de diagnostic,
d'exploration , soins, de prévention, formation et de recherche
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2-Situation géographique
•Le Centre Hospitalier
Universitaire de Constantine
(CHU) est situe sur le plateau
de SIDI M’SID
•Il est mitoyen de l’ancienne
ville
•Le pont suspendu de SIDI
M’SID relie les deux cotes de
la ville
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3-Service technique de CHUC
Le service de maintenance qui constitue le support technique essentiel pour le
bon fonctionnement de l’hôpital est équipé de nombreux outils électriques et
mécaniques
Un établie rassemble les différent outillage et de caisse a utiles pour assurer la
maintenance sur site .
Il est équipé aussi d’un matériel informatique et de document servant a la gestion
de la maintenance
Localisation du service de
technique de radiologie(Atelier)
Et le scanner
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Chapitre 2 :déroulement de stage
1-Historique de scanner
•Le 1èr scanner à rayons X a été inventé par : GODFREY
NEWBOLD HOUNSFIELD,
•Le prototype a été réalisé en 1968 et présenté pour la première
fois en 1972,
•La mise au point de la scanographie a été saluée comme la
découverte la plus importante en radiologie,
•Depuis 1972, amélioration de la qualité des informations tout
en limitant la dose d’irradiation par les rayons X.
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2-les différents générations de scanner
2.1-Première génération :
La réalisation d'une coupe s'obtenait par un
mouvement de translation-rotation de tube et
de détecteur
2.2-Deuxième génération :
caractérisée par un ensemble tube
détecteur toujours animé d'un mouvement
de translation-rotation autour du patient.
Le tube est couplé à une barrette de sept à
soixante détecteurs dans le plan de rotation
du tube. les déplacements restent
identiques, mais le temps passe à 20 ou 40
secondes par coupe.
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2.3-Troisième génération :
Disposé d’un tube et une série de détecteurs (500
à 1000) correspond à la largeur de la région
étudiée. Une seule émission de RX en éventail
couvre la largeur du sujet . Seul le mouvement de
rotation est utilisé auteur du patient; 180 ou 360
émissions successives sont faites et détectées en 2
à 7 secondes.
2.4- Quatrième génération :
Des détecteurs fixes, plusieurs milliers, font
une couronne complète autour de l'anneau ;
seul le foyer des RX, et donc le faisceau X
tourne autour du malade. La vitesse peut
encore augmenter, mais l'appareillage
devient sensible au rayonnement diffusé
puisque les détecteurs qui ne reçoivent pas
de rayonnement direct reçoivent du
rayonnement diffuse
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2.5-Cinquième génération :
Un énorme canon a électrons projette un faisceau sur 1 a 4 anneaux
en tungstène, situé autour du patient ; le faisceau X nait de ces
anneaux il est alors collimaté sur plusieurs couronnes de détecteurs.
Cette rotation est rapide (le temps de pose est voisin de 1/20 de
seconde)
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3-Constituants du scanner
3.1- La Table patient :
La table du scanner ou le patient s’installe tout le long de l’examen se déplace
verticalement et latéralement (figure ci-dessous).
On fait descendre la table automatiquement et on installe le patient confortablement au
milieu de celle-ci.
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Déplacement de la table
Moteur de déplacement horizontal
Moteur de déplacement vertical
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3.2- Le Gantry :
Le cœur du scanner à pour rôle principale la production des rayons X,
la détection des rayons X non atténués et la transmission de
l’information au centre de calcul. Il se compose d’un stator et d’un
rotor. Le rotor est composé du tube radio gène qui produit les rayons X,
du radiateur système de refroidissement du tube, des détecteurs qui
détectent l’atténuation des rayons X, des fusibles et de deux
transformateurs et redresseur pour anode et cathode qui augmentent la
tension de 400V à 140kV et la redresse en un signal continu.
Le stator est composé d’un convertisseur analogique numérique, du
moteur qui fait tourner le gantry, du circuit de commande qui fait
marcher le gantry (la carte mère) et du circuit électronique qui contrôle
la voie. Quand le patient est placé entre le tube et les détecteurs, le
signale donne le début de la radiation, le tube-détecteur tourne à une
très grande vitesse qui est elle aussi contrôlée par un système de
commande
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(fusibles et relais
de contrôle)
(Echangeur de chaleur)
(Module de puissance)
(Démarreur
à grande
vitesse)
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4-Principe du scanner :
Dans un scanographe, un premier détecteur électronique (le capteur Co du schéma cidessus) 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
absorbée 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.
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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.
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5-LES ELEMENTS DE LA CHAINE SCANOGRAPHIQUE
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5-1 Tube radio gène
• Il permet la
production des
rayons X,
• Il est composé
d’une ampoule de
verre et d’une
gène.
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5-2-Production des rayons X
• Les électrons sont générés
par le courant cathodique,
• Ils sont accélérés par une
tension entre l’anode et la
cathode U=140Kv,
• En heurtant l’anode ils
libèrent une partie de leur
énergie sous forme de
rayon X,
• Il existe 2 types de rayons
X,
• Rayon de freinage et rayon
caractéristique.
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5-3 La gaine
• Protection des
rayons X
entourés de
plomb,
• Évacuation de la
chaleur,
• Contient de
l’huile de
refroidissement,
• Une fenêtre pour
les rayons X qui
traverse le patient
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5-4 Collimateurs
• Définir
l'ouverture du
faisceau de
rayons X.
• Élimine le
rayonnement
diffusé parvenant
au détecteur.
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5-5 Interaction avec la matière
•L’image radiographique résulte de la différence d’atténuation des
rayons X dans les différents milieux traversées.
•Variation de l’absorption en fonction de la longueur d’onde λ .
•Variation de l’absorption en fonction de la nature de l’élément.
•Plus le corps à étudier est épais ou absorbant, plus il devient
nécessaire d’utiliser un rayonnement dur.
•Effet photoélectrique :E<30KV
•Effet Compton: E>30kv
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•Effet photoélectrique
• Principe : rayon X absorbe, un électron
d’une couche profonde est éjecte.
• Résultat : arrêt du rayon X, production
d’un électron et d’un ion positif.
•Effet Compton
• Principe : L’énergie du rayon X est en
partie transmise à un électron superficiel.
•Résultat : le rayon X est dévie avec une
énergie plus faible.
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5-6 Détecteurs
Système physique de conversion du rayonnement X, atténué par la
traversée de l'objet, en un signal électrique. Les éléments sont disposés
en arc ou en couronne.
•Détecteurs à gaz : chambre
de ionisation
•contenant du Xénon
•Détecteurs solides :
scintillateur-photodiodes
•Caractéristique des
détecteurs
•Efficacité de détection
•Précision et stabilité
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6-Les dangers sur le corps humain
•Le bref passage d’un photon provoque des excitations
et des ionisations qui déclenchent une succession de
réactions physico-chimiques pouvant aboutir à une
modification des fonctions et des structures cellulaires
puis tissulaires.
•Lorsque les cellules sont exposées aux rayons X, ceuxci créent des ions qui brisent l'ADN au niveau des brins
ou au niveau des bases azotées.
•L’effet biologique d’une dose donnée dépend du taux de dose
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Conclusion :
L’objectif de notre stage a été atteint par une compréhension détaillée de
l’utilisation de l’appareil médicale qu’est le scanner ainsi que ses retombées
qui permettent au corps médicale d’explorer les différentes parties internes du
corps humain à la recherche d’anomalie ou de maladies qui étaient invisibles
jadis. Aussi, un discernement particulier a été porté sur le principe du
fonctionnement de cet appareil et de ses composants électroniques.
Toutefois, il est à noter que malgré les avantages de l’utilisation de cet
appareil sont impressionnants, celui-ci présente des risques de danger sur le
corps humains si ce dernier est exposé plusieurs fois aux rayons X de cet
appareil.
L’imagerie médicale ne cesse d’évoluer dernièrement l’information très rapide
c’est le cas du Scanner qui ce voit passer d’un coupe jusqu’à 128 coupes
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Bibliographie :
•Devaux. J. Y (2006). L’imagerie en coupes.
•Doyon. D (2000). Scanner à rayons X : Tomodensitométrie. Masson,
Paris.
•Dujardin. C et Viana. B. Cristaux scintillateurs : Nanocristaux, Films
minces, Fibres et massifs. CNRS ; Paris.
•Evrard. Y, Mouchel. J et strainchamps. D (2004). Les tubes à rayons X.
•Guinier. A (1984). Les rayons X. Collection « Que sais-je ».
•Jaspard. L’effet Compton.
•Kohl. P. Rayons et Fluorescence X.
•Lisbona. A. Le scanner : Principe, Technologie, Applications.
•Philippe. C et Bourguet. P. Imagerie par les rayons X et radioprotection.
www.med.univ-rennes1.fr
•Rocchisoni. J.M. La Tomographie ; CHU de Bobigny ; 93.
•Rousseau. F (2008). Scanner X.
Sites :
•www. Splf.fr /gp/dossier-enpratique/scanner.html
•www.vulgaris-médical.com/textt/tomodens.html
•www. La-radiologie.net/scan/scan2.html
•www.doctissimo.fr/html/santé/imagerie:scanner.htm
28
Merci
Pour votre
Attention