|
I)
Présentation
II)
Principe
de fonctionnement du scanner X
III)
Les
différentes évolutions technologiques du scanner
Le scanner X, appelé
également scanner à rayons X, scanographe, scanneur ou tomodensitomètre,...
, et en anglais computerized tomography (C.T.), est apparu à la fin des
années soixante. L'idée initiale vient de deux médecins: le Dr Oldendorf et
le Dr Ambrose. La mise au point du procédé est due à un Américain,
biophysicien nucléaire, Allan Maclead Cormack et à un britannique,
ingénieur spécialiste des radars, Godfrey Newbold Hounsfield, qui
réalisèrent le premier prototype industriel en 1968. Tous deux ont reçu le
Prix Nobel de Médecine, en 1979, pour ces travaux.
Reconstitution
3D du massif facial
Le
scanner, dérivé important de la radiographie, utilise le balayage (d'où le
choix du terme scanner, littéralement "balayeur" en anglais) par
rayons X (à la différence de l'imagerie par résonance magnétique
nucléaire, l'I.R.M.) pour visualiser un organe par coupes, et
l'interprétation immédiate par ordinateur des densités radiologiques
obtenues (la densitométrie). Cette technique est également appelée
tomographie X assistée par ordinateur, ou encore tomodensitométrie.
Le
scanner permet de pallier l'inconvénient majeur de la radiographie classique.
En effet, avec cette dernière, un faisceau de rayons X projette sur une
plaque radiographique, les ombre des organes traversés en les confondant. Les
zones entourées par des tissus plus denses tels que les os ne pouvaient donc
pas être visibles. Une radiographie n'offre "qu'une vue en
projection" du volume irradié.
Le
principe du scanner est quant à lui de radiographier une partie anatomique
non plus dans sa totalité, mais par tranches successives d'épaisseur
déterminée, puis à reconstituer l'image par ordinateur, d'après la
densité de rayons X absorbée par chaque point de la tranche anatomique.
Ainsi,
un plan de coupe est choisi, de multiples projections sont effectuées sous
différents angles afin de connaître le coefficient d'atténuation en chaque
point du plan. Le scanner s'appuie donc sur l'absorption plus ou moins
importante des rayons X selon le milieu traversé. (les os, par exemple,
étant beaucoup plus absorbants que les tissus mous.)
Coupe
passant par le foie, la vésicule biliaire,
le
pancréas, le rein gauche et la rate
Les rayons X (rayon de
photons ionisants) sont atténués par les milieux biologiques traversés
suivant une loi exponentielle tenant compte de l'absorption photoélectrique
et de la diffusion par effet Compton.
Soit Io le flux
incident de rayons X pénétrant suivant l'axe x un milieu hétérogène de
coefficient d'atténuation μ(x),
et I le flux émergeant, nous avons la relation suivante:
Schéma
de fonctionnement du scanner X
Des projections des
coefficients d'absorption en plusieurs points par un angle donné par rapport
à l'objet sont obtenues grâce à un mouvement de translation animant le
faisceau de rayons X et le détecteur.
 
Translation
du faisceau X
Ensuite,
le système est tourné de quelques degrés, une série de mesures est à
nouveau faite lors d'une nouvelle translation. Cette opération est répétée
sur 180°.
Il
est alors possible de calculer la valeur de l'absorption en chaque point du
plan grâce à la connaissance des profils d'absorption suivant les
différents angles, ce qui constitue des matrices.
Translation
du faisceau X
Finalement,
un ordinateur se charge des calculs de reconstruction (algorithme de Laplace
et transformée de Fourier) et reconstitue une image plane numérique; chaque
pixel a un niveau de gris qui correspond au coefficient d'absorption. Cette
image sera alors stockée ou traitée par
informatique.
Les systèmes
tomodensitométriques ont énormément évolué depuis 1968.
Désormais,
un faisceau plus ouvert envoyé par le tube est capté par plusieurs
détecteurs au lieu d'envoyer un pinceau de rayons X vers un seul détecteur.
Le nombre de déplacements de l'ensemble tube+détecteur lors des différentes
translations et le nombre de pas angulaires sont considérablement réduits.
Nous pouvons alors constater une amélioration de la vitesse de balayage.
On
utilise une barrette détectrice suffisamment longue pour accepter tout le
champ de mesure qui tourne de façon synchrone avec le tube a rayons X.
La translation
n'est plus alors nécessaire.
Le
tube à rayons X tourne seul dans une seule couronne comprenant 800 à 1000
détecteurs fixes.
Les temps
d'acquisition sont alors réduits et les images améliorées.
De
nouvelles technologies sont encore apparues récemment de façon à réduire
l'effet de pénombre par une meilleure focalisation et à augmenter la
distance patient-tube. Le tube à rayons X est placé en dehors de la
couronne, cette couronne est animée d'un mouvement de nutation ( petit
mouvement périodique qu'effectue son axe de rotation autour de la position
moyenne de cet axe.), les détecteurs s'effaçant pour laisser passer le
rayonnement incident.
On
peut encore pousser plus loin cette technique et obtenir des images 3D: ce
sont les scanographes à acquisition hélicoïdale rapide. Cette technique
requiert un scanographe à rotation continue et rapide vers la source
radiogène ainsi qu'un puissant multiprocesseur qui assure simultanément des
tâches d'acquisition, de reconstruction et de visualisation. A la suite
d'opérations d'interpolation, le processeur reconstruit une série de coupes
axiales qui présentent entre elles un certain degré de chevauchement. Ces
scanners comportent plusieurs barrettes de détecteurs, ce sont les machines
actuellement utilisées.
 
image 3 D vasculaire (anévrysme aortique)
| 
Clinique Radiologique Dunkerque
