Introduction à l’imagerie médicale

Introduction à l’imagerie médicale

1. Introduction:

L’imagerie médicale regroupe les moyens d’acquisition et de restitution d’images du corps humain à partir de différents phénomènes physiques tels que : l’absorption des rayons X, la résonance magnétique nucléaire, la réflexion d’ondes ultrasons ou la radioactivité.

On associe parfois à l’imagerie médicale les techniques d’imagerie optique comme l’endoscopie. Les techniques de l’imagerie médicale sont considérées surtout comme outil diagnostique, elles sont aussi largement utilisées dans la recherche biomédicale.

2. Définition de l’Imagerie Médicale :

Si nous regardons la définition de l’image et de l’imagerie dans le dictionnaire Larousse nous voyons:

• Image: “représentation” (par une technique) “d’un être ou d’une chose…”
•  Imagerie: “ensemble d’images représentant des faits, des personnes, etc…”

Définition: L’imagerie Médicale est la discipline médicale mettant en œuvre les moyens actuels pour observer sur le vivant les manifestations internes de la maladie en utilisant des sources de rayonnement (pas nécessairement ionisant), externes ou internalisées

3. Historique :

L’imagerie médicale est une science récente. Parmi les grands repères qui marquent son évolution, on cite :

–1895 : Découverte des rayons X par « Roentgen » et des premières radiographies .

Première radiographie de la main de Mme Röntgen.

– 1934, la découverte de la radioactivité artificielle par « Frédéric » et « Irène Joliot-Curie » ;

–1955 : Mise au point de la visualisation du corps humain en coupes par utilisation des ultrasons (échographie).

–1972 : visualisation du corps humain en coupes grâce aux rayons X et à l’ordinateur (scanner X) par « Hounsfield ».

–1973 : Mise au point de la visualisation du corps humain par l’IRM, grâce aux champs magnétiques, aux ondes radios et à l’ordinateur, par « « Lauterbur » et « Damadian ».

-1990 : développement de la médecine nucléaire.

-Depuis, l’imagerie médicale n’a cessé d’évoluer, de se perfectionner et de proposer des technologies de plus en plus précises, performantes .

4. Les principes :

Le but de l’imagerie médicale est de créer une représentation visuelle intelligible

d’une information à caractère médical. cette problématique s’inscrit plus globalement dans le cadre de l’image scientifique et technique : l’objectif est en effet de pouvoir représenter sous un format relativement simple une grande quantité d’informations issues d’une multitude de mesures acquises selon un mode bien défini.

L’image obtenue peut être traitée informatiquement pour obtenir par exemple :

*Une reconstruction tridimensionnelle d’un organe ou d’un tissu ;

Reconstruction tridimensionnelle

*Un film ou une animation montrant l’évolution ou les mouvements d’un organe au cours du temps ;

*Une imagerie quantitative qui représente les valeurs mesurées pour certains paramètres biologiques dans un volume donné.

Planification implantaire

Dans un sens plus large, le domaine de l’imagerie médicale englobe toutes les techniques permettant de stocker et de manipuler ces informations. ainsi, il existe une norme pour la gestion informatique des données issues de l’imagerie médicale.

5. L’objectif de l’imagerie médicale :

Ces techniques ont révolutionné la médecine grâce au progrès de l’informatique en permettant de :

• Diagnostiquer les maladies, suivre leur évolution, découvrir leur fonctionnement, mais aussi de mieux les soigner.
• Visualiser indirectement l’anatomie, la physiologie ou le métabolisme du corps humain. ,
• Elles sont aussi largement utilisées dans la recherche biomédicale pour mieux comprendre le fonctionnement de l’organisme.
• Elles trouvent aussi des applications de plus en plus nombreuses dans différents domaines tels que la sécurité, l’archéologie.
• localiser les foyers d’infection, les cibler et activer les principes actifs de médicaments uniquement à l’endroit souhaité. Ou encore, de détruire les cellules bien localisées grâce à des ondes de cisaillement émises par un échographe, et donc sans acte chirurgical.

6. Les différentes technologies d’imagerie médicale 6.1-Imagerie par les Rayons X :

Les rayons X ont été découverts en 1895 par le physicien allemand « Wilhelm Röntgen ». Ce rayonnement était alors inconnu, « Röntgen » leur donna ainsi le nom de rayons X.

Les rayons X sont, comme la lumière, une forme de rayonnement électromagnétique. Ils se déplacent dans le vide à la vitesse de la lumière c=300.000 km/s. Ils sont de haute énergie, de très courte longueur d’onde , très pénétrants et ionisant (ils comportent un danger pour la santé).

Production des rayons X

Différents types d’examens qui utilisent les rayons X

*La tomodensitométrie TDM (Scanner) : La tomodensitométrie (TDM) ou Scanographie (Scanner) est une méthode d’imagerie utilisant des rayons X et permet d’obtenir des images de coupes transversales du corps ;

*La radiographie : repose sur l’utilisation des rayons X qui ont la propriété de traverser les tissus de manière plus ou moins importante selon leur densité. Ainsi, une source émettrice de rayon X est placée devant le corps à radiographier et un détecteur est placé à l’arrière du corps. Les photons émis vont traverser le corps en étant plus ou moins absorbés par les tissus rencontrés sur leur chemin. Cela permet de différencier les os des muscles sur le cliché final

• Mammographie : La mammographie étudie la glande mammaire et permet de dépister des anomalies des tissus, notamment une tumeur du sein même à un stade précoce.
• Radiographie dentaire : Nécessite un équipement spécial pour réaliser différentes radiographies dentaires.

Panoramique des maxillaires

*l’Imagerie volumétrique par faisceau conique (ou Cône beam) offre une image précise des tissus minéralisés (dents, cartilages, os) de la tête ou de petites parties du corps poignets, chevilles) ou de la dispersion d’un produit de contraste.

*Absorption bi-photonique à rayons X (DEXA) mesurant contenu minéral osseux (ostéodensitométrie)

6.2-L’imagerie par l’ultrason (échographie) :

L’échographie est une technique d’imagerie dont la formation des images échographiques est basée sur l’émission des ondes ultrasonores et la réception des échos réfléchis par les différents tissus et organes. La technique d’échographie est sans danger pour la santé.

Les ultrasons sont des ondes mécaniques de même nature que le son audible, mais de fréquence supérieure. L’oreille humaine est sensible à une fréquences sonores entre 15 Hz et 20000 Hz. Dans l’imagerie échographique les fréquences utilisées sont de l’ordre de 1 à 15 MHz environ.

6.3- Imagerie par Résonance Magnétique IRM

Le principe de L’IRM est basé sur la résonance magnétique nucléaire (RMN) des protons contenus dans l’organisme (protons d’hydrogène). Le corps est constitué de plus de 75% d’eau (H20), ainsi les atomes d’hydrogène (noyaux) sont présents en abondance.

6.4- médecine nucléaire

La radioactivité est utilisée pour des fins diagnostiques ou thérapeutiques

Plusieurs organes ont un métabolisme (utilisation) spécifique de certains éléments (thyroïde

: iode, os : calcium…).

Pour étudier un organe, on va introduire dans le corps (par injection, ingestion, inhalation…) un produit radio-pharmaceutique, et on va suivre comment l’organe cible utilise ce produit en détectant les rayons qu’il émet

Administration d’un élément radioactif → captation par un organe cible → la radioactivité détruit les cellules malignes (exemple : traiter le cancer de la thyroïde par l’iode 131).

6.5-La scintigraphie TEMP (tomographie d’émission mono-photonique) :

Une fois fixé sur la partie ciblée, le radio pharmaceutique émet les rayons gamma qui sont détectés par une caméra à scintillation appelé gamma caméra. Ces informations sont ensuite traitées par ordinateur à l’aide d’un algorithme de reconstruction afin d’obtenir l’image 2D ou 3D de la partie du corps ciblée

6.6- Les rayons lumineux :

L’Imagerie spectroscopique proche infrarouge utilise une mesure du chemin optique de la lumière émise par une source infra-rouge pour en déduire des mesures de l’oxygénation des zones du tissu traversé (en général du cerveau) afin d’en déduire son activité.

Les techniques d’OCT (optical coherent tomography) permettent d’obtenir une image par réalisation d’interférences optiques sous la surface du tissu analysé

7.  Conclusion :

L’imagerie médicale est née il y a à peine plus de cent ans. Aujourd’hui, les techniques

d’imagerie sont nombreuses, souvent complémentaires. Elles ont été développées à partir de grandes découvertes de la physique du XXe siècle : les rayons X et les ondes radio, la radioactivité naturelle et artificielle et enfin les propriétés magnétiques des noyaux et des atomes. Elles s’appuient sur les progrès de la médecine et les avancées en physique, chimie, mathématiques appliquées et informatique. L’imagerie médicale ne cesse d’évoluer et de se perfectionner en utilisant des technologies novatrices de plus en plus précises et performantes. Il est désormais possible, non seulement d’observer un organe, mais aussi de le voir fonctionner, grâce à des images fixes ou animées. L’imagerie médicale est de plus en plus utilisée pour le diagnostic, en complément d’un examen clinique et d’autres investigations, comme des examens biologiques ou des tests neuropsychologiques.

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Introduction à l’imagerie médicale

  La prévention des caries commence par une bonne hygiène bucco-dentaire et des visites régulières chez le dentiste. Maîtriser les techniques de restauration dentaire est essentiel pour redonner fonction et esthétique aux patients. L’anatomie dentaire est la base de toute intervention, de l’extraction à la pose d’implants. Les avancées en imagerie, comme la radiographie 3D, facilitent un diagnostic précis et un traitement optimal. La gestion de la douleur et de l’anxiété des patients est une compétence clé pour tout praticien. Les étudiants en dentisterie doivent s’entraîner à reconnaître les pathologies orales dès les premiers stades. Collaborer avec des prothésistes dentaires garantit des solutions sur mesure pour chaque cas clinique.  

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