Q

Q
uel futur pour l’imagerie ? Il est difficile de pré-
voir les révolutions technologiques à venir, même
s’il est probable qu’elles existent déjà dans les
laboratoires de recherche, mais il est aussi tout à fait possible que
la surprise soit totale avec l’arrivée d’une technologie toute nou-
velle, encore inconnue à ce jour.
Il est plus aisé de suivre et de prévoir l’évolution des techniques
d’imagerie déjà existantes. En effet, cette évolution dépend de
facteurs mieux prévisibles, comme la demande clinique, les
limites de la technologie elle-même ; mais l’un des facteurs pré-
dominants de ces progrès reste l’homme. Il ne faut pas oublier
que plus la technique est complexe, plus son délai de mise en
application est long. Le facteur humain est donc essentiel, et la
faculté des hommes à apprendre et à enseigner est peut-être le
facteur le plus important de progression et d’utilisation de ces
nouvelles technologies.
Nous ferons donc le point :
–sur l’évolution technique récente de l’imagerie par réso-
nance magnétique (IRM), par tomodensitométrie (TDM), par
les isotopes ;
–sur leurs applications en pratique courante, aujourd’hui et dans
un futur proche.
Nous n’aborderons pas les progrès spectaculaires de l’imagerie
interventionnelle.
L’espace, le temps, la fonction, la spécificité, la communication,
l’aide à la décision, l’aide à la réalisation, mais aussi le coût sont
en grands progrès dans l’imagerie (1, 2).
L’ESPACE ET LE TEMPS
Les progrès portent sur le matériel et sur les logiciels. Ils tendent
tous vers une accélération foudroyante de l’acquisition des don-
nées, de telle sorte que le temps d’acquisition des images est de
l’ordre de celui des phénomènes physiologiques : la milliseconde.
La résolution spatiale est toujours en progrès. Aujourd’hui, le
pixel passe du tiers de millimètre au dixième de millimètre et il
sera probablement, dans les dix prochaines années, de l’ordre de
la cellule, voire de la molécule.
La tomodensitométrie
Côté matériel
L’augmentation de la résolution spatiale et de la rapidité d’acqui-
sition des images passe par l’utilisation des détecteurs matriciels
ou multibarrettes avec des acquisitions spiralées. Les tomoden-
sitomètres spiralés multicoupes et multibarrettes sont l’évolu-
tion naturelle du scanographe spiralé avec acquisition hélicoï-
dale où la couronne de détecteurs est remplacée par plusieurs
rangées de détecteurs : la matrice de détecteurs. Il ne s’agit plus
d’une seule rangée de détecteurs, mais d’un ensemble de plu-
sieurs rangées de largeurs identiques ou différentes, selon les
constructeurs (figure 1).
Cette acquisition multicoupes permet d’explorer un volume beau-
coup plus important avec des coupes fines (0,5 à 2,5 mm) dans
un temps très rapide (3). Les temps d’acquisition sont très réduits
grâce à l’apparition des moteurs linéaires et de générateurs de
rayons X miniaturisés qui permettent de réduire le temps d’acqui-
sition aux alentours de 250 ms par demi-rotation sur 180 degrés
et de pouvoir explorer des phénomènes physiologiques rapides,
en particulier vasculaires et cardiaques.
À noter que les contraintes subies par le matériel sont énormes :
par exemple, pendant de telles rotations, les générateurs subis-
sent une force de 13 G.
Le temps de rotation sur 360 degrés est de 0,5 seconde. Il est
possible aujourd’hui d’obtenir 16 coupes par seconde, et
32 coupes seront obtenues dans les deux années qui viennent.
Le volume exploré est seize fois plus grand que sur un scano-
graphe hélicoïdal monobarrette, et il sera bientôt trente-deux fois
plus important.
Ainsi, la notion d’imagerie en coupes est remplacée par celle
d’imagerie en volume d’un segment anatomique, avec, comme
corollaire, la représentation en trois dimensions (3D). L’amé-
lioration de la résolution spatiale dans le sens longitudinal par
l’acquisition des coupes fines autorise des reconstructions de
qualité largement suffisante pour le diagnostic. Cette rapidité
d’acquisition permet également le suivi d’un bolus de produit
de contraste dans les vaisseaux (angioscanner), qui vient en
concurrence avec l’angiographie IRM et l’angiographie dia-
gnostique numérique (4). De l’imagerie anatomique, nous pas-
sons ainsi à une imagerie fonctionnelle, comme par exemple
dans l’étude de la perfusion cérébrale (figure 2).
DOSSIER
Les progrès de l’imagerie
Le passage à la 3eet à la 4edimension
● J.L. Bensimon*
11
La Lettre d’Oto-rhino-laryngologie et de chirurgie cervico-faciale - no269 - janvier 2002
* Radiologue ORL, boulevard Haussmann, 75008 Paris.

Figure 1. Présentation du sys-
tème de détecteurs matriciels
qui équipe les scanners de der-
nière génération du construc-
teur General Electric’s Medical
System. Cette image met en évi-
dence pour un système à quatre
canaux la possibilité d’acquérir
par rotation quatre coupes, dont
l’épaisseur est choisie en fonc-
tion de la taille de la lésion
explorée ou de la région anato-
mique étudiée.
Cette rapidité d’acquisition est un atout dans le cadre de l’ima-
gerie d’urgence ou de l’imagerie pédiatrique, les temps d’acqui-
sition particulièrement réduits permettant la réduction des arte-
facts dus aux mouvements.
Les résultats et la représentation en 3D
La segmentation d’un volume anatomique en coupes millimé-
triques conduit très facilement à l’acquisition de plusieurs cen-
taines de coupes et oblige à une réflexion sur la présentation d’une
telle quantité d’informations.
Le traitement des images et la présentation en 3D, même s’ils
n’apportent pas d’informations réellement différentes de celles
des coupes natives, permettent une présentation plus facilement
lisible et une représentation plus proche de la réalité anatomique
quotidienne. Cette mise en place dans la région anatomique peut
ensuite être complétée par la lecture des coupes natives, si besoin
est. Les consoles de traitement d’images sont largement auto-
matisées ou semi-automatisées et même un utilisateur non spé-
cialisé peut facilement, et dans un temps réduit, réaliser de telles
présentations (figures 3 et 4).
Applications dans le domaine ORL
Pour l’exploration des rochers ou du massif facial, seule l’acqui-
sition axiale est réalisée. Les reconstructions dans les autres plans
sont suffisantes dans la majorité des cas, en particulier dans les
plans coronal et sagittal, dont l’acquisition directe était réservée
jusqu’alors à l’IRM. Ce protocole permet une réduction impor-
tante de l’irradiation du cristallin si le plan de coupe d’acquisi-
tion évite le cristallin lors de l’étude du rocher. Malheureuse-
ment, le plan alors utilisé est très difficile à lire, car loin de
l’anatomie en coupes dans le plan orbito-méatal que nous avons
appris, mais les reconstructions dans les plans axial et coronal
habituels peuvent être rapidement restituées.
DOSSIER
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La Lettre d’Oto-rhino-laryngologie et de chirurgie cervico-faciale - no269 - janvier 2002
Figure 2. Image obtenue par un scanner multibarrettes spiralées du
constructeur Siemens sur une coupe encéphalique avec application du
protocole de CT perfusion. Après injection d’un bolus de contraste intra-
veineux, on étudie la perfusion du parenchyme encéphalique sur une
région choisie. Le logiciel présente dans des couleurs différentes les
zones normalement perfusées et les zones hypoperfusées. Cela permet
une évaluation précoce du territoire qui souffre ou qui va souffrir dès
les premières heures d’un accident vasculaire.
4 x 1,25 mm
Center 4 rows active
4 x 2,5 mm
Center 8 rows active
4 x 3,75 mm
Center 12 rows active
Outer 12 rows inactive Outer 8 rows inactive Outer 4 rows inactive
4 x 5 mm
All 16 rows active
X-ray
beam
X-ray
beam
•Détecteurs matriciels
•Acquisition
de 4 coupes par tour
de 1, 2, 4 mm

Pour l’exploration du cou, l’acquisition rapide permet de choisir
l’acquisition des données à un moment très précis du passage du
bolus de contraste injecté, soit artériel, soit parenchymateux, soit
veineux, voire les trois en fonction de la pathologie suspectée.
On peut aussi facilement pratiquer des épreuves de Valsalva, de
phonation ou d’apnée.
Pour la pathologie vasculaire, comme pour les paragangliomes
ou les acouphènes pulsatiles, la réalisation d’un angioscanner est
de qualité suffisante pour le diagnostic dès le bilan tomodensi-
tométrique de départ.
La résonance magnétique nucléaire
La tendance du marché mondial
Elle se fait vers une progression des ventes de machines de haut
champ à partir de 1,5 tesla, au détriment des machines de champ
moyen ou de bas champ. L’effort s’est particulièrement porté sur
les IRM ouvertes à visée interventionnelle. Les machines pré-
sentent un meilleur design et un confort plus grand pour le patient,
ce qui n’est pas négligeable compte tenu de la claustrophobie
assez fréquente chez ce dernier.
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La Lettre d’Oto-rhino-laryngologie et de chirurgie cervico-faciale - no269 - janvier 2002
Le modèle
anatomique
Figure 3.
Présentation
en tridimensionnel
de la région
thyroïdienne.
Modèle obtenu
sur console
Advantages
Windows (General
Electric’s Medical
System) à partir
d’une acquisition
spiralée
multicoupes
après injection
de contraste.
Figure 4.
Coupe native axiale
du conduit
auditif externe
avec présence
d’un cholestéatome.
Vue endoscopique
virtuelle du CAE
avec ablation
du cholestéatome
et mise en évidence
de la logette osseuse
séquellaire.
L’endoscopie
virtuelle

Comme pour le scanner, l’acquisition rapide des données est aussi
le souci constant du radiologue pour passer de l’imagerie anato-
mique à l’imagerie physiologique et fonctionnelle. Les progrès
techniques matériels portent sur la flexibilité et la puissance des
gradients. La montée en puissance des gradients numériques reste
cependant limitée par le risque de conséquences biologiques pos-
sibles, et d’autres méthodes commencent à apparaître.
Les nouvelles technologies d’acquisition, en particulier hélicoï-
dale et elliptique du champ de Fourier, vont permettre, à puis-
sance de gradient égale, l’obtention d’une imagerie plus rapide
de l’ordre de 50 images par seconde.
La technologie des antennes en réseau et des antennes multiples
de réception (SENSE : sensitivity encoded MRI) permet l’acqui-
sition rapide d’un volume anatomique important, et des articles
commencent à paraître sur l’acquisition d’images de tout le corps
dans un temps de 30 secondes (5). La notion de body scanner ou
de bodyIRM dans le bilan de pathologies de disséminations mul-
tiples n’est plus ridicule. Cette technique SENSE est une alter-
native à la course en puissance des gradients, puisque la récep-
tion du signal se fait par plusieurs antennes qui ont chacune une
sensibilité particulière ; cela permettra un codage nouveau du
signal avec une réduction du temps d’acquisition. Chaque antenne
reçoit une partie de l’image, qui sera ensuite reconstruite par
assemblage des données reçues par les différentes antennes de
réception ; ainsi est retrouvée la totalité du volume exploré. Ce
volume exploré peut donc être plus grand et avec une meilleure
résolution dans un même temps d’acquisition par rapport à des
techniques plus classiques ou, au contraire, garder la même réso-
lution, mais avec un temps d’acquisition plus court en fonction
du nombre d’antennes de réception utilisées (6).
Applications
C’est surtout aujourd’hui aux secteurs de la cardiologie, de l’ima-
gerie vasculaire et de l’imagerie fonctionnelle que profitent ces
innovations : la coronarographie et l’artériographie entrent dans
le champ de la routine clinique de l’IRM.
L’IMAGERIE FONCTIONNELLE (7)
L’imagerie de perfusion (par TDM ou par IRM)
Elle étudie la microcirculation après injection d’un produit de
contraste. Cette imagerie pondérée par la circulation dans l’espace
intravasculaire renseigne sur le volume et le temps de transit san-
guin et donc, de façon indirecte, sur le débit sanguin cérébral
grâce à l’imperméabilité de la barrière hémato-encéphalique.
L’imagerie de diffusion ou imagerie de l’eau (par IRM)
Elle permet d’établir une cartographie quantitative de la diffu-
sion des molécules d’eau dans les espaces extra-vasculaires chez
l’homme in vivo. Cette imagerie est fondée sur la vitesse de mobi-
lité des molécules d’eau dans les espaces interstitiels et intracel-
lulaires. Elle est sensible aux mouvements de l’eau, mais mal-
heureusement aussi à tous les mouvements des tissus, ce qui crée
des artefacts. Elle trouve sa place dans l’exploration de l’isché-
mie cérébrale précoce puisqu’elle est capable de montrer des
zones d’ischémie dès la trentième minute. L’association avec
l’imagerie de perfusion permet de distinguer la zone déjà lésée
de la zone hypoperfusée, qui sera lésée secondairement si un trai-
tement précoce n’est pas institué. L’étude des directions des vec-
teurs de diffusion de l’eau permet aussi d’obtenir des cartogra-
phies des tractus et faisceaux nerveux, la diffusion se faisant plus
facilement dans l’axe de ces faisceaux et des fibres de myéline.
L’imagerie d’activation fonctionnelle
L’imagerie fonctionnelle par IRM utilise les variations de flux et
de volume sanguin et d’oxygénation induites par l’activation du
cortex cérébral (8). Cette méthode permet l’exploration du fonc-
tionnement cérébral dans sa globalité lors de la réalisation d’une
tâche motrice ou cognitive. C’est aussi là sa difficulté d’inter-
prétation car il s’agit d’une tâche complexe. Elle est basée sur les
variations du flux sanguin et de l’oxygénation induites par l’acti-
vation corticale. La comparaison de séquences dites “de repos
sans activation” avec des séquences d’activation permet la recon-
naissance statistique des zones activées et leur représentation sur
une IRM cérébrale classique anatomique pour la localisation.
L’imagerie par transfert de magnétisation
Elle étudie les échanges spécifiques d’énergie entre la surface
des macromolécules et les molécules d’eau. Elle permet une
approche quantitative de la destruction tissulaire. Elle améliore le
contraste entre les zones qui prennent le contraste et celles qui ne
le prennent pas. Certains auteurs préconisent cette technique pour
la recherche de la récidive des cholestéatomes (9, 10) (figure 5).
L’IMAGERIE SPÉCIFIQUE
L’imagerie macrophagique
Elle utilise les propriétés que possèdent les macrophages pour
capter certaines particules, en particulier les particules de fer.
Des microparticules de fer (USPIO : Ultra Small Particles Iron
Oxide) injectées par voie veineuse seront captées par les gan-
glions normaux et modifieront leur signal en IRM ; les ganglions
métastatiques ne pouvant capter ces particules, leur signal sera
différent. On aborde ainsi le début de l’imagerie cellulaire.
L’imagerie métabolique
Nous en avons un premier exemple avec l’imagerie de l’eau au
niveau de la diffusion, mais l’IRM est capable de tester d’autres
protons. Le repérage et la quantification de ces éléments ato-
miques et de leurs métabolites permettent de distinguer le tissu
normal du tissu pathologique. C’est une méthode non invasive,
mais encore non spécifique du type de tissu pathologique étudié.
Le volume ainsi testé est encore grand, de l’ordre du centimètre
cube. La résolution spatiale s’améliore grâce à l’étude spectro-
métrique en deux et trois dimensions, et les mesures sur des
volumes de la taille d’un pixel sont le but recherché.
Les isotopes
La scintigraphie fait des progrès considérables.
La résolution spatiale des images est en constante amélioration
et le couplage à une imagerie en coupe, aujourd’hui la tomoden-
sitométrie et demain l’IRM, améliore considérablement leur pou-
DOSSIER
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La Lettre d’Oto-rhino-laryngologie et de chirurgie cervico-faciale - no269 - janvier 2002

voir de détection et de localisation. La fixation des isotopes sur
des marqueurs cellulaires ou chimiques spécifiques, comme sur
la somatostatine (Octréoscan) pour la détection des chémodec-
tomes par exemple, est une voie des plus prometteuses.
La tomographie à émission de positrons ou PET scan, méthode
de mesure des processus biochimiques à partir du comptage
d’émission de positrons injectés au patient, est la méthode de
référence de l’imagerie fonctionnelle cérébrale et permet la vali-
dation de l’IRMf. Elle étend son champ à la cancérologie avec
la possibilité de donner des informations sur les caractéristiques
des tissus cancéreux et d’aider à la distinction entre lésion bénigne
et maligne, en particulier après traitement. C’est la méthode de
détection la plus précoce des récidives ou des métastases à dis-
tance. La résolution des machines atteint 5 mm et sera très pro-
chainement de 3 mm. Les images sont corrélées à des coupes
tomodensitométriques avec une meilleure localisation des foyers
de fixation. Le traceur utilisé pour l’imagerie des cancers de la
tête et du cou est le fluorine 18 fluorodéoxyglucose ou FDG.
Les cellules malignes ont une glycolyse plus élevée que les cel-
lules normales ; le FDG, qui est un glucose “like”, va être retenu
de préférence dans la cellule maligne. Cependant, des fixations
physiologiques existent, en particulier au niveau des glandes
salivaires, du tissu lymphoïde de l’anneau de Waldeyer et des
muscles, mais avec des temps d’activation différents, en parti-
culier en fonction de leur activité. Cet examen trouve sa place
dans le bilan et la surveillance des tumeurs primitives, dans le
bilan de l’extension ganglionnaire ou de métastases, dans le suivi
thérapeutique et la recherche de récidives (11).
Le progrès du PET scan dans le diagnostic et le suivi des can-
cers de la sphère ORL est certain, mais le très faible nombre de
machines malgré la transformation de caméras scintigraphiques
dédiées à ce type de détection rend l’accès encore trop long en
carcinologie.
À la fin de ce millénaire, l’imagerie est passée de l’étude anato-
mique fine, puisque la résolution est inframillimétrique, à l’étude
fonctionnelle in vivo avec une résolution de l’ordre de 3 mm.
Bien entendu, ces progrès ont un coût élevé et une complexité
croissante, tant au niveau de la mise en application que dans la
lecture des résultats. Cela nécessite de plus en plus une recherche
très ciblée, orientée par la clinique pour être totalement efficace ;
la notion d’équipe est de plus en plus à l’ordre du jour, et l’aide
de l’informatique bienvenue (12).
L’AIDE INFORMATIQUE
La communication et les réseaux
Cette évolution importante va passer presque inaperçue pour la
plupart des cliniciens car elle n’a pas encore d’application directe
dans la pratique journalière ; elle est cependant fondamentale :
elle prépare les communications de demain entre les centres
d’imagerie et les praticiens. Il s’agit de la mise en place des
réseaux d’images, la possibilité de pouvoir inclure dans le dos-
sier informatique médical du patient toutes les techniques d’ima-
gerie, quelle que soit leur provenance, et de pouvoir les commu-
niquer dans les plus brefs délais aux praticiens qui en ont l’usage.
La mise en place des standards de communication, en particulier
du standard HL7 pour le système d’information et du standard
DICOM 3 pour l’imagerie, va permettre l’interfaçage des sys-
tèmes. Le comité HCE (Integrating the Health Care Enterprise)
constitué au niveau de la Société de radiologie nord-américaine
en 1998 a pour challenge de connecter entre elles toutes les appli-
cations médicales informatiques (2).
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La Lettre d’Oto-rhino-laryngologie et de chirurgie cervico-faciale - no269 - janvier 2002
Figure 5.
Extension
tumorale
au niveau
de la région
temporale.
Examen réalisé
en IRM
en séquences T1
après injection
de produit
de contraste.
La suppression
du signal
de la graisse
permet une bien
meilleure
évaluation
de la prise
de contraste.