Imagerie

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