Formation de l’Image Radiologique / Radiologique Dentaire

Formation de l’Image Radiologique / Radiologique Dentaire

Introduction

Le principe de la formation de l’image repose sur la capacité des rayons à pénétrer la matière et à subir une atténuation et une diffusion en fonction de la densité et de l’épaisseur de la structure rencontrée.

Bases Physiques de la Formation de l’Image

Production des Rayons X

• La source de photons X est obtenue par un tube à rayons X alimenté par une tension électrique à partir d’un générateur de haute tension.
• Tube sous vide : un filament fortement chauffé émet des électrons accélérés par la haute tension, qui interagissent avec une anode.
• Une partie des électrons, à proximité du noyau des atomes de l’anode, subit des variations électromagnétiques et émet des photons X par freinage (Bremsstrahlung). L’énergie émise sous forme de photons de freinage représente environ 1 % de l’énergie des électrons.
• Le choc dû à la projection des électrons de la cathode sur l’anode entraîne l’émission de rayons X et de chaleur.
• Tension entre 70 kV et 140 kV.

La Diffusion

• Une partie du faisceau de rayons est absorbée par la région traversée, l’autre est émise dans toutes les directions (rayonnements diffusés).
• Les photons ont une énergie très supérieure aux énergies d’extraction des électrons de la couche K.
• L’énergie des électrons photoélectriques est entièrement retenue par l’objet.
• La diffusion augmente avec l’épaisseur et la tension.
• La diffusion agit de manière nuisible sur le noircissement et la qualité de l’image.

Formation de l’Image Radiante

• L’image radiante est formée par les différences d’atténuation du faisceau de rayons X dans les milieux traversés.
• L’atténuation des rayons X par la matière organique varie en fonction de :
  • L’épaisseur des objets.
  • La densité de l’objet.
  • Le numéro atomique des atomes le composant.
  • L’énergie des rayons X.
• Le faisceau de rayons X est progressivement atténué lors de son passage à travers la matière.
• Après la traversée des structures, le faisceau contient leurs « ombres portées ».
• Il transporte ainsi une image radiante qui devient perceptible par des détecteurs sous forme de :
  • Image lumineuse (écrans renforçateurs).
  • Image graphique (film radiologique).

Événements Possibles

Trois événements peuvent se produire :

• Les rayons X traversent sans être affectés : ces rayons forment les parties les plus noires de l’image radiologique (clarté).
• Les rayons sont arrêtés : la proportion de rayons arrêtés conditionne le niveau de gris visible sur l’image radiologique (opacités de tonalité différente).
• Les rayons X sont déviés et forment le rayonnement diffus, qui crée un voile uniforme sur l’image radiographique et a des conséquences sur la radioprotection.

Transformation de l’Image Radiante en Image Lumineuse

Amplificateur de Luminance

• La méthode consiste à transformer l’image des écrans luminescents en image électronique soumise à un système de lentilles électrostatiques.
• C’est un convertisseur d’image qui transforme l’image radiante en image lumineuse, puis en image électronique, et à nouveau en image lumineuse.

Écrans Renforçateurs

• Composés de couches de substances fluorescentes collées sur un support.
• Transforment les rayons X en photons lumineux qui impressionnent le film à leur tour.

Caractéristiques de l’Image Radiologique

Formation Géométrique de l’Image

• L’image radiologique est une ombre projetée d’objets plus ou moins opaques aux rayons X.
• C’est une représentation en deux dimensions d’une épaisseur complexe.
• L’aspect conique du faisceau de rayons X et l’orientation du rayon directeur entraînent une déformation des structures radiographiées.
• Cela résulte en une perte d’information concernant la position (profondeur) et la forme exacte des objets.
• Une deuxième vue, souvent prise avec une incidence perpendiculaire à la première, est nécessaire pour évaluer la position et la forme des objets dans l’espace.

Éléments Indispensables

1. Foyer :
   • Quasi-ponctuel, c’est la source des rayons X qui prennent naissance sur l’anode du tube.
2. Récepteur :
   • Plan de forme rectangulaire orienté de façon orthogonale au faisceau de rayons X. Généralement un film, mais progressivement remplacé par des procédés électroniques, qui supporte l’image utile.
3. L’Objet :
   • Un volume à trois dimensions.
   • L’image radiologique est l’ombre projetée de l’objet, plus ou moins transparent et plus ou moins opaque aux rayons X.

Règles de Projection de l’Image

• La projection de l’image radiologique obéit à des règles géométriques simples :
  1. L’Agrandissement (Distorsion de Taille) :
     • La projection forme une ombre généralement plus grande que l’objet.
  2. La Déformation :
     • Deux objets égaux à des distances différentes du détecteur et du foyer forment des images inégales. Le plus éloigné du détecteur donne l’image la plus grande.
  3. Projection Perpendiculaire :
     • Une projection perpendiculaire agrandit mais ne modifie pas la forme d’un objet parallèle au plan du détecteur. Une projection oblique, non perpendiculaire au plan du capteur, modifie la forme de l’objet (distorsion de forme).
  4. Objet Oblique :
     • Un objet dont le plan principal est oblique par rapport au plan du détecteur est déformé par la projection normale ou oblique.
  5. Objet Perpendiculaire :
     • Un objet disposé perpendiculairement au plan du film, ou dans le sens de propagation des rayons, donne une ombre linéaire à peine discernable. Une projection légèrement oblique rend l’objet visible, mais très déformé.
  6. Objets Superposés :
     • Deux objets superposés dans le sens de propagation forment une ombre composite où les objets ne sont discernables que par différence d’opacité. Par projection oblique, les deux objets peuvent être séparés, le plus éloigné s’écartant en direction opposée à celle du foyer de rayons X.

Qualité de l’Image

Contraste

• C’est la différence de noircissement entre deux régions voisines sur l’image. Dépend de plusieurs facteurs :
  • Différence d’absorption des rayonnements incidents.
  • Fluctuations quantiques.
  • Dégradations liées aux pertes le long de la chaîne radiologique.
  • Qualité du film et développement.

Définition

• Déterminée par la netteté des contours des surfaces de densités différentes.
• Influencée par les facteurs précédents et par un facteur capital : le flou.

Résolution

• C’est la possibilité d’un système radiologique de distinguer deux objets l’un de l’autre.

Flou de l’Image

Flou Géométrique

• Dû au fait que le foyer des rayons X n’est pas ponctuel et que l’objet n’est pas au contact du film.
• Lié à la disposition géométrique des éléments concourant à la formation de l’image : les dimensions du foyer, l’agrandissement, le décalage par rapport au rayon des détecteurs.
• Pour le diminuer, on rapproche le plus possible la cassette du patient.

Flou de Mouvement (Cinétique)

• Causé par trois types de mouvements :
  1. Mouvement de l’Objet :
     • Le patient respire, le cœur bat, l’immobilité musculaire ne peut être maîtrisée longtemps.
  2. Mouvement de Foyer.
  3. Mouvement du Récepteur :
     • Mouvement de la cassette et de son support.

Flou de Réception (Film ou Écran)

• Dû à l’épaisseur non négligeable et à la structure granulaire de l’émulsion du film et l’épaisseur des écrans renforçateurs.

Flou de Forme

• Le contour parfaitement défini d’un objet produira une image plus nette qu’un objet aux contours imprécis.

Flou Diffus

• Rayonnement secondaire émis par l’objet radiographié.
• Pour y remédier, on utilise des diaphragmes, des localisateurs, des dispositifs de compression et des grilles anti-diffusantes.

Diminution du Flou

Diminution du Flou Géométrique

• Choix d’un petit foyer.
• Diminution de la distance sujet-film : placer la structure intéressante le plus près possible du film.
• Augmentation de la distance foyer-sujet : nécessite l’emploi de tubes puissants et donc de gros foyers.

Diminution du Flou Cinétique

• Supprimer ou réduire les causes de mouvements : apnée, immobilité, sangles, sacs de sable, appui sur statif, etc.
• Réduction du temps de pose, mais cela nécessite un tube puissant et donc de gros foyers.

Formation de l’Image Radiologique / Radiologique Dentaire

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