L’imagerie numérique Principes et intérêts

L’imagerie numérique Principes et intérêts

Introduction

Introduite en odontologie au milieu des années 80, l’imagerie numérique ne cesse d’évoluer en bénéficiant des avancées technologiques de l’imagerie médicale et des innovations

électroniques de produits à vocation plus généraliste.

L’évolution récente des technologies, du matériel informatique et des logiciels mis à disposition de l’imagerie numérique tend à faire oublier les fondements de cet outil.

En effet, il est devenu tout à fait courant d’afficher une image sur un écran d’ordinateur de façon quasi automatique sans même se soucier de ce qui apparaît, non pas du point de vue de

l’observateur, mais en essayant de comprendre ce que l’ordinateur

«voit ».

Afin d’utiliser l’infographie dans les meilleures conditions possibles, il est nécessaire de posséder certaines bases. La compréhension du processus de formation d’une image numérique à partir des

rayonnements lumineux, la connaissance des principes

informatiques mis en jeu et les transformations qu’il est possible

d’effectuer, sont autant d’éléments déterminant pour la qualité de l’image

1. Qu’est-ce que la numérisation ?

• La numérisation consiste à transformer un signal analogique en une suite de nombres
• Cette suite doit décrire le signal de telle manière qu’il soit possible de reconstruire plus ou moins bien le signal d’origine

2. Formation de l’image radiologique:

La formation de l’image radiologique se fait schématiquement en 4 étapes :

identiques pour l’analogique et le numérique

• La radiologie numérique, à la différence de la radiologie

argentique, utilise un procédé physique et non chimique pour l’obtention du cliché.

• Elle permet la visualisation de l’image radiographique sur un

ordinateur par L’intermédiaire du capteur : l’imagerie numérique a pour origine le traitement informatique des données du récepteur

• Un détecteur est fondamentalement différent en imagerie analogique et numérique

3. Principaux systèmes de la radiologie numérique:

La radiographie dite « numérique » utilise deux grands principes de fonctionnement:

1. les systèmes de Radiologie Computérisée (CR)

« Cassetteless Computed Radiography systems »

ou numérisation indirecte qui utilisent des écrans à Scintillateur photostimulable à mémoire, appelé également Ecran Radio

Luminescent à Mémoire (ERLM) avec des lecteurs d’écran qui fournissent l’image numérique après un balayage par un faisceau laser (lecture différée)

2. les systèmes de Radiographie numérisée (DR)

« Digital Radiography Systems»

Avec conversion

1. Directe : les photons X en signal électrique par un capteur plan avec une matrice de transistors TFT
2. Indirecte : utilisation d’un scintillateur : transformation des RX en lumière puis en signal électrique par des détecteurs à capteur plan ou à caméras CCD (Charge coupled devices).
3. Détection de l’image numérique :

Principe : L’obtention d’une image lumineuse est plus complexe et se fait en plusieurs étapes :

• Transformation de l’énergie X en signal électrique
• Numérisation du signal électrique (conversion des données analogiques en données numériques grâce à un convertisseur
• Traitement informatique et visualisation de l’image

(transformation des valeurs numériques point par point en niveaux de gris pour former une image reconstruite visible à l’œil)

5. Etapes de la numérisation :

La numérisation d’une image suit les étapes définies :

• découpage d’une image conventionnelle analogique en images ponctuelles élémentaires appelées <pixels> reparties sous

forme d’une grille ou matrice (échantillonnage)

• à chaque pixel est attribuée une valeur numérique ou un chiffre à partir d’une gamme préétablie correspondant à un niveau de gris (quantification et codage)
• Gamme de gris : déterminée par la capacité de mémoire de l’ordinateur ou de numérisation.
• Avec une capacité de mémoire de 8 Bit, chaque pixel peut disposer de 2⁸ =256 niveaux de gris
• l’œil ne peut percevoir simultanément que 20 niveaux de gris
• en odontologie, on travaille généralement avec une échelle de gris de 256 niveaux .Le noir y a la valeur 0 et le blanc la valeur 256

Gamme de gris en radiologie

6. Capteurs en radiologie dentaire
   1. Capteurs à numérisation directe

Ils permettent la transformation directe des photons X en signaux électriques qui sont eux-mêmes transformés en image.

1. Les capteurs CCD (Charge Coupled Device) ou DTC (dispositif à transfert de charge) :

– se présente sous la forme d’un petit boîtier contenant trois éléments distincts

• un scintillateur,
• une plaque de fibres optiques,
• un dispositif à transfert de charge (D.T.C)
  • Il est généralement relié au reste de l’appareillage par un câble.
  • Il va permettre d’obtenir une image numérique en temps réel
  • Il existe des capteurs de différents formats Principe :
• transformation de l’image radiante en signal lumineux au sein d’un Scintillateur
• transfert de l’information (photons lumineux) à la plaque CCD par bloc de Fibres optiques
• transformation en signal électrique au sein du CCD. Le signal électrique acheminé par le câble est numérisé, l’image étant disponible en temps réel sur la console de télévision

2. Les capteurs CMOS (Complementary metal-oxyd silicon)
   • Les capteurs CMOS sont quasiment identiques aux capteurs CCD. La grande différence vient du fait qu’ils ne possèdent pas de transfert de charge, ce qui a pour but d’augmenter leur

fiabilité et leur durée de vie

Les CCD offrent de nets avantages sur le traditionnel film :

• réduction du temps d’exposition,
• élimination des produits chimiques pour le développement,
• production et affichage d’images instantanées ou en temps réel,
• amélioration de l’image
• facilité de stockage.
• réduction réelle du temps d’exposition
• Le principal inconvénient est :
  • la rigidité et l’épaisseur du capteur,

2. Capteurs à numérisation indirecte : les capteurs ERLM

• Les capteurs ERLM (écran radioluminescent à mémoire) ou PSP (phosphor storag Plates) ont été mis au point dans les années 1981 par Fuji.
• S’utilisent comme une cassette écran-film
• Le contenu de la cassette va changer : elle contient un écran à mémoire
• Il sont à base d’un écran de phosphores photo-stimulables

•ils ont les mêmes dimensions que le film rétro-alvéolaire classique, et s’utilisent de la même manière

Principe :

recueil de l’information :Le rayonnement X, va exciter les

cristaux phosphorescents en traversant le scintillateur qui vont émettre une lumière

Cette énergie lumineuse est stockée par des électrons

<pièges> du Scintillateur formant une image latente (mémorisation de l’image)

photostimulation : L’écran est inséré dans un lecteur qui balaye le scintillateur à l’aide d’un faisceau Laser et l’ERLM rend l’énergie stockée sous forme d’une lumière

Numérisation du signal électrique : cette émission lumineuse est captée par un tube photomultiplicateur, qui produit un signal électrique analogique qui est amplifié puis numérisé

Avantage:

absence de câble: facilité de positionnement du capteur. Absence de clichés à refaire

Comme le film argentique, il est assez flexible. Inconvénient : fragile

7. Emballage des capteurs radiologiques intra- oraux :

• Les capteurs peu importe le type ne peuvent pas être stérilisés
• Il faut éviter tout contact direct de salive avec le récepteur et le câble électrique en vue d’éviter la contamination croisée.
• Il s’agit soit de protections en plastique soit de doigtiers en latex à usage unique.

– L’imagerie numérique extra-buccale (panoramique,

téléradiographie craniofaciale) peut utiliser la technologie directe (capteur CCD -CMOS) ou indirecte (plaque de phosphore PSP).

8. Presentation de l’image definitive – traitement de l’image :

En radiologie analogique : l’information est fixée sur le film radiologique sans modification ou traitement possible

En radiologie numérique : la numérisation et le stockage des données obtenues à partir de l’image radiante vont permettre

: Visualiser l’image Réaliser des opérations :

• Fenêtrage -modification du contraste ou du noircissement de l’image -inversion du contraste
• Rehaussement des contours : utilisation des filtres numériques pour améliorer certains détails
• Zoom : agrandissement d’une zone d’intérêt
• Mesures : distance, angle évalués sur l’écran et reproduits sur le support (film par exemple)

Inconvénient : définition de l’image est inferieure a celle du film argentique

9. Stockage et transmission des informations :

• En radiologie analogique : le film assure à la fois les fonctions de support de l’image, de moyen de transmission et de mode de stockage

•En radiologie numérique : la mémorisation des données numériques permet : Fonction de support de l’image : film, écran vidéo

Fonction de stockage : CD, USB, disque dur

Transmission de l’information par l’intermédiaire de réseaux

§ Au sein du même service d’imagerie

§ Entre le service d’imagerie et d’autres services cliniques ou correspondants extérieurs

Conclusion

L’intégration de l’image numérique, dans l’exercice quotidien de l’odontologiste a apporté un confort de travail non négligeable. Cependant ces applications en sont à leurs débuts et il est impératif de ne pas les limiter aux seuls actes de radiographie numérique mais développer leur utilisation en profitant au maximum de l’équipement informatique du cabinet.

L’imagerie numérique Principes et intérêts

  Le dentiste examine les caries et propose des soins adaptés.
L’orthodontiste conseille souvent le port d’un appareil dentaire pour les enfants.
Une infection dentaire peut nécessiter l’intervention d’un endodontiste.
Le parodontiste traite les maladies des gencives comme la parodontite.
L’hygiéniste dentaire effectue le détartrage et enseigne les bonnes techniques de brossage.
Le chirurgien-dentiste réalise des extractions et pose des implants.
Le prothésiste dentaire conçoit des prothèses sur mesure pour restaurer les dents abîmées.
 

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