IMAGERIE MÉDICALE RAMBOT
 
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RADIOGRAPHIE & PANORAMIQUE DENTAIRE
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La radiographie dite « standard » reste dans de très nombreuses situations médicales, un examen de première intention, parfois associée à l'échographie, avant réalisation de toute imagerie en coupes plus complexe type scanner ou IRM.
 Auparavant, ce récepteur était constitué d'une plaque (cassette) contenant un écran réfléchisseur et un film radiographique qui était développé en chambre noire comme un film photographique avec révélateur et fixateur chimiques (radiologie analogique).
Ce procédé devenu obsolète n'est plus utilisé sauf dans la mammographie par certaines structures radiologiques car il reste validé dans le dépistage organisé du cancer du sein, mais il sera progressivement remplacé à plus ou moins long terme par un système numérisé
. Actuellement, le système récepteur est entièrement numérisé (radiographie numérique ou digitalisée), qu'il s'agisse de plaques au phosphore lues par un système laser (numérisation dite indirecte parfois appelée CR), ou de capteurs-plan analysant directement les rayons X à la sortie du patient (numérisation dite directe parfois appelée DR).
 L'information recueillie transite par des consoles informatiques avec réglage possible des constantes de noircissement (contraste et luminosité) avant impression sur film radiographique par un procédé laser qui n'utilise aucun produit chimique (aucune émission de polluants, les fixateurs et révélateurs anciennement utilisés pour la radiographie analogique ayant ainsi presque disparus du monde de la radiologie moderne). Pour un organe ou une structure donnés à explorer, plusieurs obliquités du faisceau à rayons X sont nécessaires pour son étude (incidences radiologiques) d'où la réalisation de plusieurs clichés sous différents angles.
 Les films radiographiques ainsi produits sont édités en noir et blanc et analysables sur les écrans lumineux spéciaux appelés négatoscopes.
Le terme de radioscopie désigne la visualisation directe de l'image radiologique sur un écran vidéo en temps réel, ce qui permet d'étudier des structures mobiles et de positionner correctement le patient dans l'incidence souhaitée avant de prendre le cliché radiographique proprement dit.
L'image finale obtenue sur chaque film radiographique est donc la résultante d'une projection 2D sur un plan de l'ensemble des tissus traversés dans un volume donné, ce qui constitue donc une superposition de différents noircissements liés à chaque tissu.
On comprend ainsi que certaines structures peu denses peuvent être masquées par d'autres plus denses ou plus volumineuses, mais la radiographie standard a l'énorme avantage de présenter une vue d'ensemble du volume analysé si bien qu'elle reste très souvent le premier pas d'une démarche diagnostique en imagerie médicale , contrairement au scanner ou à l'IRM qui restent des examens de seconde intention.
De plus, la facilité avec laquelle il peut être pratiqué des radiographies standards comparatives (bonne reproductibilité) en fait un excellent moyen de surveillance pour contrôler des pathologies simples notamment qui en ce qui concerne le squelette (exemple l'arthrose).
ECHOGRAPHIE
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L'échographie constitue aujourd'hui un examen simple et performant dont les domaines d'applications se sont considérablement étendus grâce à l'amélioration technologique des appareillages.
Sa totale innocuité pour un coût d'examen modéré en fait très souvent un examen de première intention en association à la radiographie standard, avant le recours à des imageries en coupes plus sophistiquées tels que le scanner ou l'IRM.
Technique : Contrairement à la radiologie qui utilise des rayons x, l'échographie utilise des ultrasons, c'est à dire des ondes identiques par nature à celles du son audible mais dans des domaines de fréquences élevées inaudibles.
Ces ultrasons sont émis par une sonde posée sur la peau après application d'un gel qui assure un contact entre la sonde et la peau afin de permettre la bonne propagation des ondes ultra sonores. Dans le corps, ces ondes émises dans un plan donné (l'échographie est initialement une imagerie 2D en coupes, d'où le nom parfois donné d'échotomographie, et traversent les différents tissus situés dans la profondeur de ce plan en fonction d'un facteur de propagation qui dépend des caractéristiques intrinsèques du tissu (impédance acoustique).
Chaque fois que l'onde ultra sonore rencontre des interfaces de tissu d'impédance acoustique différente, l'onde est réfléchie et retourne à la sonde.
Les sondes d'échographie sont donc à la fois émettrices et réceptrices, permettant ainsi le recueil des données analysées par ordinateur afin de créer les images échographiques. A noter que ces ondes ultra sonores ne se propagent bien que dans les tissus riches en eau, alors que l'air ainsi que les structures calcifiées (calcul, périphérie des os) constituent des barrières infranchissables pour les ultrasons. L'émission et la réception des ondes ultra sonores se fait à différentes fréquences : plus la fréquence est élevée, plus les structures étudiées sont représentées sur l'image avec beaucoup de finesse et de détails (résolution spatiale), mais au détriment de la profondeur d'exploration.
L'examen des organes profonds nécessite des sondes de moindre fréquence. C'est pourquoi pour une même région anatomique explorée (abdomen, pelvis etc.), il peut être utilisé plusieurs types de sonde, même si les sondes modernes sont multi-fréquences (large bande passante).
 La plupart de ces sondes sont utilisées en surface de la peau, mais certaines dites endo-cavitaires sont utilisées par voie rectale (échographie de prostate) ou par voie vaginale (échographie gynécologique). L'utilisation de produits de contraste dédié à l'échographie est en cours de développement et d'évaluation mais n'est pas de pratique courante.
 D'autres artifices techniques échographiques permettent d'améliorer la qualité d'images et sont intégrés dans les appareils de dernière génération (imagerie d'harmoniques, inversion de phase, etc.).
 Des techniques 3D ont été plus récemment développées et servent plus à la représentation graphique de l'image échographique (obstétrique) mais sans apport diagnostic médical démontré.
IRM
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Basée sur les propriétés magnétiques de la matière, l'IRM est une technique moderne qui a révolutionné le monde de l'imagerie médicale en offrant des possibilités d'exploration du corps humain jusque là insoupçonnées, devenue au fil du temps un examen de pratique très courante proposée dans l'exploration de très nombreuses pathologies ou dans des situations cliniques variées, mais toujours en seconde intention après des explorations préalables plus accessibles telles que la radiographie standard et l'échographie, et parfois en complément ou en substitution à un scanner dans certaines circonstances.
Technique : Alors que la radiographie standard et le scanner utilisent des rayons X, l'échographie des ultrasons, le principe de fonctionnement de l'IRM est basé sur un tout autre phénomène physique qui exploite les propriétés magnétiques des atomes.
Chaque atome en effet dispose de propriétés magnétiques intrinsèques caractérisées notamment par un vecteur de magnétisation à l'image de l'aiguille d'une boussole.
Spontanément, ce vecteur a une orientation aléatoire dans l'espace.
 Lorsque ces atomes sont placés dans un champ magnétique élevé, ils s'orientent tous parallèlement au champ magnétique et se maintiennent ainsi dans une position d'équilibre.
 Lorsqu'ils sont excités par une onde radio (brève impulsion appelée onde de radiofréquence RF) à une fréquence particulière (fréquence de Larmor) qui dépend du type d'atome et du champ magnétique, à la manière du son qui peut briser un verre à une fréquence donnée propre au cristal, ces atomes excités (phénomène de résonance) basculent leur vecteur d'aimantation d'un certain angle.
 L'intensité et la durée de l'onde RF influencent l'angle de basculement.
 A l'arrêt de l'onde RF, le vecteur des atomes revient à sa position d'équilibre (phénomène de relaxation) tout en émettant un signal qui est recueilli par des antennes réceptrices.
Ce phénomène physique trouve deux domaines principaux d'application, un qui permet l'analyse du contenu chimique de certaines structures (utilisé en spectroscopie par résonance magnétique que nous n'aborderons pas ici), l'autre en imagerie médicale, l'IRM. En Imagerie par Résonance Magnétique (IRM), l'atome excité est le proton (H+), principal constituant de la molécule d'eau (H 2 O), l'eau étant un élément présent en plus ou moins grande quantité dans l'ensemble des tissus du corps humain (environ 80% du poids du corps). Les signaux recueillis par l'appareil en provenance des protons de l'eau du corps humain vont être analysés par informatique afin de reconstruire une image en coupes qui peut être orientée d'emblée dans n'importe quel plan de l'espace choisi à l'avance (alors qu'en scanner les coupes à l'acquisition sont axiales transverses avant éventuelles reconstructions secondaires dans d'autres plans), les images pouvant être acquises soit directement par des techniques de coupes en 2 dimensions 2D, soit par acquisition d'emblée d'un volume 3D avec reconstructions secondaires de coupes 2D.
Plus le signal en provenance d'un point donné du corps est intense, plus le point correspondant de l'image est blanc et inversement.
L'intensité du signal dépend des paramètres physiques magnétiques propres à chaque tissu. Ces paramètres appelés temps de relaxation correspondent à la période de retour à l'équilibre (relaxation) des atomes d'hydrogène après leur excitation (résonance) par l'onde de radiofréquence.
Pour chaque tissu, il existe deux types de temps de relaxation, le T1 et le T2 qui vont influencer sur l'intensité du signal obtenu.
Le nombre des atomes d'hydrogène (densité de protons encore appelée rhô) dans le tissu va également influencer l'intensité du signal recueilli.
 L'excitation des protons se fait selon des séries successives d'impulsions RF appelées « séquences » d'excitation.
Selon l'intensité, la durée et la succession des ondes RF émises dans les séquences d'excitation, le contraste de l'image va plus favoriser un paramètre, et c'est pourquoi ces séquences sont dites « pondérées » en rhô, en T1 ou en T2, certaines séquences hybrides mélangeant variablement ces paramètres.
La conjonction de séquences d'excitation différentes (pondération T1, T2, ou densité de protons), va permette d'identifier le type de tissu composant la structure étudiée. Globalement, il est ainsi possible de différencier facilement des structures liquides, solides, la graisse, ainsi que les tissus tumoraux ou inflammatoires.
 Par contre les éléments contenant du calcium (l'os et les calcifications) étant dépourvus d'eau et donc d'hydrogène H+, n'émettent pas de signal et restent noires, ce qui explique la difficulté voire l'impossibilité de détecter des petites structures calcifiées en IRM.
Des séquences utilisant des techniques particulières permettent de supprimer le signal de la graisse, d'autres sont très sensibles aux mouvements et notamment aux flux des liquides et sont utilisées en particulier pour l'étude des vaisseaux.
 L'utilisation d'un produit de contraste à base de Gadolinium permet d'apprécier le degré de vascularisation des tissus analysés (tout comme les produits de contraste iodés en scanner) ou la lumière des vaisseaux lors des explorations angiographiques IRM (angio-IRM ou ARM).
SCANNER
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Autrefois réservé dans l'esprit du grand public aux cas difficiles ou graves, le scanner est actuellement un examen de pratique très courante proposé en routine dans l'exploration de très nombreuses pathologies ou dans des situations cliniques variées.
 Il faut donc démystifier cet examen, mais cette banalisation ne doit pas occulter le fait que le scanner reste dans la majeure partie des cas à prescrire en seconde intention après des explorations préalables plus accessibles telles que la radiographie standard et l'échographie.
Technique : Le scanner utilise des Rayons X, le tube émetteur étant placé dans un anneau qui tourne autour du patient. Le récepteur situé de l'autre côté du patient est un système de détecteurs tournant dans le même sens que le tube en opposition à 180°.
Ces détecteurs recueillent les rayons X résiduels après traversée du patient, envoient l'ensemble de leurs informations à un calculateur informatique (l'image scanographique est par définition numérique) permettant de reconstruire une image d'une coupe en 2 dimensions (2D) représentant une « tranche » du corps.
 Le scanner est donc la conjonction de la tomographie issue de la radiographie standard et du développement de l'informatique.
 Scanner non seulement les structures analysées dans ce plan de coupe sont bien dégagées les unes des autres (ceci permet de s'affranchir de la superposition des organes par projection d'un volume sur un plan comme le fait la radiographie standard, mais on peut aussi en mesurer la densité qui reflète le coefficient d'absorption du tissu (mesures exprimées en unités Hounsfield U.H. qui se traduisent sur le film en variation de noircissement sur une échelle de gris).
 L'injection intraveineuse d'un produit de contraste iodé permet en outre de préciser le degré de vascularisation des tissus observés ou d'opacifier la lumière des vaisseaux (angioscanner).
Au fil des progrès technologiques, les détecteurs sont non seulement devenus plus petits afin d'obtenir des coupes plus fines et d'améliorer la quantité de détails observés (résolution spatiale), mais leur nombre a également considérablement augmenté, montés sur des systèmes linéaires appelés barrettes,
les premiers scanners étant montés sur une seule rangée (scanner mono-barrette), les scanners modernes (dits multi-barrettes) comprenant actuellement 16, 40 voire 64 barrettes.
 A terme, il est probable que des détecteurs capteurs-plan issus de la radiographie numérique directe seront utilisés.
Enfin, en même temps que le tube délivre ses rayons x, la table d'examen se déplace dans l'axe de l'anneau porteur du couple tube-détecteurs, ce qui permet d'obtenir un nombre important d'informations numériques recalculées afin d'obtenir une imagerie non plus en 2 dimensions mais en 3 dimensions (3D) et de reconstruire l'ensemble du volume étudié dans n'importe quelle orientation de l'espace ou épaisseur de coupes (coupes axiales, frontales, sagittales, obliques, courbes).
 Cette technique de déplacement de table pendant l'émission des rayons X est appelée « spiralée » ou « hélicoïdale » et équipe tous les scanners modernes.
 Parallèlement, l'augmentation des vitesses de rotation du couple tube-récepteurs (révolution de 360° actuellement réalisée en moins d'une seconde) a permis un gain temporel (résolution temporelle) pour étudier des structures mobiles comme le cœur et a considérablement réduit les temps d'examen.
Toutes ces améliorations ont permis le développement de techniques d'explorations nouvelles en scanner : reconstructions 3D des surfaces osseuses, examens vasculaires (coronaires dans l'angine de poitrine, artères pulmonaires dans l'embolie pulmonaire, artères des membres inférieurs dans l'artérite), examens à l'intérieur de l'intestin (coloscopie virtuelle).
 Ces progrès technologiques ont considérablement augmenté ces dernières années la masse d'informations numériques par examen, ce qui explique la transmission des données sur CD-Rom, le film radiographique ne pouvant plus à lui seul reproduire la totalité des images produites.
Cette quantité d'information est telle que les images sont maintenant le plus souvent traitées et analysées uniquement sur console informatique en utilisant des logiciels puissants, ce qui génère un surcroît de travail pour l'équipe technico-radiologique et qui peut amener paradoxalement à différer le rendu des résultats alors que le temps de l'examen lui-même pour le patient a été considérablement réduit.
MAMMOGRAPHIE
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La mammographie est à la base du dépistage et du diagnostic des maladies du sein, le cancer du sein occupant bien sûr la première place des préoccupations dans les esprits, sachant que bien plus souvent d'autres anomalies non cancéreuses sont également découvertes par cet examen.
 Le terme de sénologie regroupe toutes les pratiques médicales notamment d'imagerie concernant l'exploration du sein, ce chapitre abordant plus généralement ce domaine et ne se limitant pas à la seule mammographie.
Technique : La mammographie utilise des rayons X en provenance d'un appareil dédié à cet examen (mammographe).
Il existe 2 types d'appareil, le mammographe dit analogique où les films mammographiques sont placés dans une cassette radiologique conventionnelle mais particulière à la mammographie (couple écran-film spécifique) puis développés classiquement en chambre noire dans une développeuse dédiée (révélation et fixation du film).
 Pendant de très nombreuses années, seule cette technique analogique a été validée pour le dépistage organisé du cancer du sein.
L'autre type de mammographe est dit numérique, la réception des rayons X après la traversée du sein étant analysée soit sur plaques au phosphore lues par un système laser (numérisation indirecte), soit directement sur les capteurs-plans numérisation directe).
Les images digitales obtenues transitent ensuite sur console informatique avant leur reproduction sur film par procédé laser.
 Un rapport de la Haute Autorité pour la Santé (HAS) a donné un avis favorable pour que cette technique numérique soit également utilisée pour le Dépistage Organisé des cancers du sein, sous réserve que le développement des films mammographiques soit maintenu afin de seconde lecture.
 S'appuyant sur ce rapport, un arrêté de 2008 a officiellement autorisé l'utilisation de la Mammographie Numérique dans le Dépistage Organisé.
© 2011création: Jean-Michel GOELZER
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