LES BASES DE LA TECHNIQUE RADIOLOGIQUE

LES BASES DE LA TECHNIQUE RADIOLOGIQUE

1. PRODUCTION DES RAYONS X : LE TUBE
2. NATURE DES RAYONS X
3. PROPRIETES DES RAYONS
4. ENREGISTREMENT DE L’IMAGE RADIOLOGIQUE
5. LES QUALITES DE L’ IMAGE RADIOLOGIQUE

TUBE

PRODUCTION DES RAYONS X : LE

TUBE

• Lorsque des électrons animés d’une grande vitesse viennent frapper une cible métallique, leur énergie cinétique se transforme : d’une part en chaleur (99%),

d’autre part en rayonnement X.

Un tube à rayon X comprend :

• Une source d’électrons : constitué par un filament porté à incandescence. Le courant de chauffage de ce filament se mesure en milliampères (mA) ; de sa variation dépend la quantité de rayons X produits
• La force qui accélère les électrons dépend de la tension appliquée au tube radiogène, entre le filament (cathode) et la cible (anode) . Cette tension se mesure en kilovolts (kV) . De cette tension, dépend la qualité des rayons X, c’est-à-dire, leur force de pénétration (basse tension : de 40 à 90 kV ; haute tension : de 100 à 130 kV).

Un tube à rayon X comprend :

• Le parcourt des électrons entre la cathode et l’anode se fait dans l’enceinte sous vide du tube.
• L’anode est la pièce métallique assurant le freinage des électrons accélérés. Il s’agit

habituellement d’une plaque en tungstène. La surface qui reçoit ainsi les électrons accélérés s’appelle le foyer du tube. A cette anode, est associé un dispositif de refroidissement chargé de dissiper la chaleur.

Un tube à rayon X comprend :

• Le tube est lui-même enfermé dans une gaine plombée ; seule une <<fenêtre>> laisse passer le faisceau de rayons X utile. De plus, un système de diaphragme plombé va permettre de réduire à la demande la dimension du faisceau de rayons X à la taille de la région à examiner.

2. NATURE DES RAYONS X

• Il s’agit d’un rayonnement

électromagnétique, dans l’échelle desquels on trouve à une extrémité les ondes électriques et de radiodiffusion, au milieu

l’infrarouge, la lumière visible et l’ultraviolet et à l’autre extrémité les rayons X , gamma et cosmiques. La longueur d’onde des rayons X est de l’ordre de 10-8 cm

3. PROPRIETES DES RAYONS X

Pour comprendre l’application médicale des rayons x, certaines de leurs propriétés doivent être connues :

1. Ils sont capable de traverser le corps humain,ceci d’autant plus facilement qu’ils sont plus pénétrants ( haute tension).
2. Au cours de cette traversée, le faisceau subit un certain affaiblissement. Cette atténuation est d’autant plus importante que l’épaisseur et la densité du corps considéré sont plus élevées (les atomes lourd arrêtent les rayons X).

III. PROPRIETES DES RAYONS X

3. Ils produisent un rayonnement secondaire dans le corps qu’ils traversent. Ce rayonnement secondaire se compose essentiellement d’un rayonnement diffusé qui est d’autant plus important, que le volume irradié est grand, que la densité de la substance irradiée est élevée et que le kilo voltage utilisé est élevé. Ce rayonnement diffusé se fait dans toutes les directions, il représente un rayonnement parasite qui va atténuer le contraste du cliché radiologique. Certains dispositifs permettent de lutter contre ce diffusé (diaphragme, localisateurs, grilles antidiffusante).

4. Ils provoquent l’illumination de certains sels minéraux : cette propriété est utilisée au niveau des écrans de radioscopie et des écrans renforçateurs placés au contact des films radiographiques.
5. Ils provoquent un noircissement des émulsions photographiques.
6. Ils entraînent une ionisation des gaz qu’ils traversent. Cette propriété est utilisé pour mesurer les rayonnements X à l’aide de chambres

d’ionisation.

7. Ils se propagent en ligne droite et dans toutes les directions.

8. La formation de l’image radiologique fera appel à des notions de géométrie simples (projection, agrandissement, flou géométrique).
9. La quantité de rayonnement par rapport au

tube va décroître comme l’inverse du carré des distances.

10. Enfin, les rayons X ont des effets biologiques qui sont utilisés en radiothérapie. Lors de leur utilisation en radiodiagnostic, il faudra apprendre à les utiliser à bon escient.
11. ENREGISTREMENT DE L’IMAGE

RADIOLOGIQUE

• Le faisceau de rayons X issu du tube est homogène. Ce faisceau traverse le corps humain, qui absorbe une portion du rayonnement X proportionnel à l’épaisseur, la densité et le numéro atomique de la zone traversée. Ce faisceau de rayons X inégalement atténuer peut être recueilli sur différents systèmes.
• Pour pouvoir être recueilli sur un dispositif, encore faut-il que le faisceau ait une énergie suffisante pour traverser le corps à examiner

IV. ENREGISTREMENT DE L’IMAGE

RADIOLOGIQUE

• En radioscopie le faisceau entraîne la

luminescence de l’écran fluorescent ; le corps humain sera représenté par une ombre : les zones denses à numéro atomique élevé

entraînent une plage sombre sur l’écran : l’os apparaît en noir.

• C’est de l’écran de scopie que viennent les expressions « opacité » ( zone noir sur l’écran ) et inversement pour les clartés ( zone claire sur l’écran ).

RADIOLOGIQUE

• Le film radiographique. – Lorsque le rayonnement X frappe des cristaux de bromure d’argent, il se forme une « image latente ». en effet, cette image n’est pas visible à l’œil nu ; mais lorsque l’on développe le film, en le faisant passer dans un révélateur et un fixateur, les zones sensibilisées par le rayonnement X apparaîtront en noir. Ce noircissement est

d’autant plus intense que la quantité de rayons X

reçue est plus grande ; cette quantité de rayons X dépend de la quantité (milliampère), de la durée de l’exposition (secondes), mais aussi de la pénétration du rayonnement (kilovolts)

RADIOLOGIQUE

• Ainsi, sur une radiographie, l’os apparaît en blanc et on a cependant gardé la terminologie de la radioscopie, une opacité est « blanche », une zone radio transparente est « noire ».
• Pour augmenter l’efficacité du film radiographique, celui-ci est habituellement placé entre deux écrans renforçateurs, disposés dans une cassette.
• Les écran renforçateurs se comportent comme un écran de scopie : ils s’illuminent sous l’effet des rayons X et ce rayonnement lumineux va lui-même produire une image sur le

film photographique. Dans ces conditions il suffit d’une quantité de rayons X moindre pour obtenir une radiographie, ce qui permet de diminuer le temps de pose nécessaire et, de là, la dose d’irradiation.

• La cassette est une simplement une enceinte close, perméable au rayonnement X, contenant des écrans renforçateurs et mettant le film à l’abri de la lumière du jour.

RADIOLOGIQUE

• L’IMAGE NUMERIQUE
• Principe de l’image numérique:

✔ Un détecteur sensible aux photons, remplace le film classique ( Couple écran-film).

✔ Ce détecteur, selon la technologie utilisée, fournit directement ou indirectement les données analogiques de l’image radiante (infini) à l’ordinateur qui les transforment par calcul en données numériques (fini)

✔ Il y a deux types de détecteurs numériques: A balayage et matricielle

• Différentes technologies de numérisation de l’image radiologique:
  1. Fluorographie numérique (numérisation de l’image de l’amplificateur de brillance)
  2. Écrans radioluminescents (CR, computed radiography)
  3. Capteurs directs (DR, direct radiography)
  4. Scanner: détecteur solides
  5. TEP scan: chambres d’ionisation (EOS)

La technologie des ERLM

(Computed radiography CR)

• Les écrans radioluminescents à mémoire (ERLM) sont constitués d’un écran de fluoro-bromure de Baryum, dopé à l’Europium, fixé sur un support.
• Lors d’une exposition, ils conservent l’énergie accumulée qui constitue une image latente contrairement aux scintillateurs utilisés dans les écrans.
• L’énergie lumineuse proportionnelle à la dose reçue est restituée point à point lors du balayage de l’écran par un faisceau laser.
• L’énergie lumineuse libérée est transformée en

signal électrique puis en signal numérique.

• Le retour à l’état initial de la plaque s’effectue par son exposition durant quelques secondes à une lumière visible, permettant ainsi sa réutilisation.

La technologie des ERLM

(Computed radiography CR)

• Avantage: plaques utilisables sur toutes les tables de radiologie et au lit du patient.
• La résolution spatiale de l’image se situe entre 100 et 200 μm.
• EQD : 20-25 %, proche du couple écran-film
• Plage d’exposition plus large
• Meilleure sensibilité qui permet une possible réduction de la dose.

Les capteurs plans (DR)

• Les détecteurs au sélénium

• Les capteurs plans au sélénium sont des capteurs à détection directe.
• Le Sélénium transforme les RX absorbés en charges proportionnelles, qui sont attirées

sous l’effet d’un champ électrique vers des électrodes collectrices.

• Les charges sont transmises à des matrices de transistors (TFT).
• Le signal électrique récupéré est amplifié puis traité par des unités informatiques.
• une grande résolution spatiale (< 100 μm), une sensibilité élevée.
• EQD :30 à 40 % plus élevé que le couple écran-film ou les ERLM.
• Cependant, le Z = 34, peu élevé du sélénium rend ce détecteur plus adapté pour

l’absorption des RX de faible énergie.

• De ce fait et compte tenu de leur grande résolution, ces capteurs sont plutôt proposés pour la mammographie.

Les capteurs plans (DR)

• Les détecteurs au silicium amorphe

• Se sont des capteurs à détection indirecte.
• Scintillateur qui transforme les RX absorbés en photons lumineux.
• Les matériaux scintillateurs : oxysulfite de Gadolinium ou l’iodure de Césium.
• Le Z élevé de ces matériaux leur confère de bonnes propriétés d’absorption, trois fois

plus que le sélénium à épaisseur identique pour une énergie de 70 kV .

• Les photons lumineux sont ensuite détectés par une matrice de photodiodes au

silicium amorphe qui va émettre des signaux électriques proportionnels.

Les capteurs plans (DR)

• Les détecteurs au silicium amorphe

• Ces capteurs ont une bonne résolution spatiale de l’ordre de 100μm,
• une grande sensibilité
• une EQD de 45 à 55 %.
• Ils gardent leur caractéristique sur un large domaine d’énergie.
• Ils permettent des réductions de doses, à qualité d’image constante, de 25 à 50 %.

V. LES QUALITES DE L’ IMAGE RADIOLOGIQUE

V. LES QUALITES DE L’ IMAGE

RADIOLOGIQUE : A. Le contraste

• Un cliché radiographique doit avoir un maximum de contraste et de netteté.

• A. Le contraste.- Il représente la différence entre les plages noires et les plages blanches sur le cliché. Il dépend des conditions techniques de prise du cliché, et de l’acuité visuelle de l’observateur.

V. LES QUALITES DE L’ IMAGE

RADIOLOGIQUE : A. Le contraste

• Un rayonnement X peu ou moyennement pénétrant fournit un cliché riche en contraste. Ce type de rayonnement est utilisé en particulier pour les radiographies osseuses : le contraste entre l’os (qui est blanc) et les parties molles est maximum. De même, il s’agit de la zone d’absorption maximum des produits de contraste iodés, utilisés pour opacifier les voies urinaires, les voies biliaires, et les vaisseaux.

V. LES QUALITES DE L’ IMAGE

RADIOLOGIQUE : A. Le contraste

• Les rayonnements pénétrants ou haute tension (supérieurs à 100 kV) sont utilisés, en particulier, pour les radiographies des poumons et du tube digestif. Ce type de rayonnement entraîne un contraste plus faible, mais présente de nombreux avantages : diminution de la dose utile, raccourcissement des temps d’exposition, et surtout augmentation des informations fournies par le cliché ; en effet , au niveau du tube digestif, la baryte est

« traversée » par le rayonnement, permettant de voir une lésion qui n’est sur le bord de l’organe. Au niveau du poumon, les cotes et le médiastin deviennent plus transparents, sans toutefois que la trame vasculaire intra pulmonaire soit effacée.

V. LES QUALITES DE L’ IMAGE

RADIOLOGIQUE : A. Le contraste

• L’atténuation du faisceau de rayon X dans le corps humain, entraîne un rayonnement diffusé ; de même, la cassette, la table radiologique vont émettre un rayonnement diffusé dans toutes les directions. Ce rayonnement risque « d’arroser » le film

radiographique d’une façon uniforme, supprimant à l’image tout contraste.

V. LES QUALITES DE L’ IMAGE

RADIOLOGIQUE : A. Le contraste

• Afin de diminuer le rayonnement diffusé, il faut :
• Diminuer le volume irradié, à l’aide d’un diaphragme ou de localisateurs sur rayonnement primaire, ou en comprimant la région explorée pour en diminuer

l’épaisseur ;

• Pour éviter que le rayonnement diffusé n’atteigne le film radiographique, le dos de la cassette est plombé pour éviter le rayonnement diffusé par la table ;
• L’utilisation d’une grille antidiffusante évite que les rayonnements diffusés qui prennent naissance dans le corps du patient, n’atteignent le film. Cette grille peut être fixe ou mobile (Potter, Bucky) ;

V. LES QUALITES DE L’ IMAGE

RADIOLOGIQUE

• La nature des films utilisés, le mode de traitement (nature du révélateur, température de développement, temps de développement) peuvent faire varier le contraste du film. Actuellement, ce traitement du film est réalisé automatiquement dans des machines à développer.
• Enfin une fois le film radiographique obtenu, pour en

tirer le maximum d’information, il est indispensable de l’observer au négatoscope. Pour l’analyse de certains

détails, les conditions optimales d’acuité seront réunies en utilisant un tronc de cone en papier opaque d’une vingtaine de centimètres de long, placé entre l’œil et la zone du film à examiner.

V. LES QUALITES DE L’ IMAGE

RADIOLOGIQUE : La netteté des images

• La netteté des images dépend de certains facteurs :

– La taille du foyer : plus elle est petite, meilleur est la radiographie.

• Mais un foyer de très petite taille ne peut pas avoir une puissance élevée.
• La distance objet film : une structure au contact du film sera plus nette qu’une structure éloignée. La distance foyer film : plus celle-ci est grande, plus le flou et l’agrandissement diminuent.

5. LES QUALITES DE L’ IMAGE

RADIOLOGIQUE : La netteté des images

• Le flou cinétique est du au mouvement du sujet ou de l’organe examiné ; il sera réduit au

maximum si l’on utilise des temps de pose courts.

• Les écran renforçateurs permettent de raccourcir le temps de pose, mais entraîne eux- mêmes un flou d’autant plus important qu’ils sont plus efficaces.
  • Principales caractéristiques courantes des tubes radiogènes en imagerie par

projection <<générale>> (Thorax-Os)

Taille des foyers​	Petit foyer	Grand foyer
​	0.6 mm	1 à 1.2 mm
Puissance des foyers	32 à 40 KW	72 à 100 KW
Capacité calorifiquemaximale	300 à 600 Kuc
Diamètre de l’anode​	90 à 130 mm
Angle d’anode	12 à 16 degré
Kilovoltage maximal	160 Kvp

• Principales caractéristiques courantes des tubes radiogènes en mammographie
• (Anode en molybdène ou Béryllium-Rhodium)

Taille des foyers​	Petit foyer	Grand foyer
​	0.1 mm	0.3 mm
Puissance des foyers	1-1.4 Kw	4 à 6 Kw
Capacité calorifiquemaximale	90 à 300 Kuc
Diamètre de l’anode​	70 mm
Angle d’anode	07 à 12 degré
Kilovoltage maximal	20 à 50 Kvp

LES BASES DE LA TECHNIQUE RADIOLOGIQUE

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