Principes fondamentaux de la radiologie
I- Introduction : Générateur de rayons X
Un générateur de rayons X se compose du tube et de son alimentation électrique. Monté sur un bras articulé fixé au mur ou au plafond, il se compose des éléments suivants.
A – Tube à rayons X
Les tubes à rayons X utilisés dans le monde médical et dentaire sont des tubes de type Coolidge, du nom de leur inventeur en 1913.
À l’intérieur se trouvent les deux éléments principaux que sont l’anode et la cathode avec son filament.
Le filament chauffé par un courant génère la production d’électrons qui, placés dans un champ électrique entre l’anode et la cathode, sont fortement accélérés :
l’anode se compose d’une cible en tungstène noyée dans du cuivre. Son but est de transformer l’énergie cinétique des électrons en photons de rayons X.
Le rendement est très faible et 99 % de cette énergie est transformée en chaleur.
La finesse de l’image radiographique est inversement proportionnelle à la taille du focal spot.
B – Alimentation électrique
Pour générer des rayons X, il faut une grande différence de potentiel entre l’anode et la cathode
; celle-ci se mesure en kilovolts.
Les générateurs modernes utilisent généralement une tension de 70 kV.
C – Minuteur
Le minuteur permet de contrôler le temps d’exposition.
Le temps d’exposition se mesure soit en millisecondes, soit en impulsions. II – Production de rayons X
Les électrons qui viennent frapper la cible voient leur énergie cinétique transformée en photons de rayons X.
A – Facteurs contrôlant le faisceau de rayons X
1 – Temps de pose (ms)
En ne faisant varier que le temps de pose, on ne modifie pas le type de photons émis mais seulement le nombre qui atteint la cible.
- – Intensité (mA)
À temps de pose et kilovoltage égaux, le fait d’augmenter l’ampérage permet de produire plus de rayons X.
- – Voltage
Lorsque le voltage augmente, l’énergie de chacun des électrons augmente également ainsi que la quantité de photons émis. Leur pouvoir de pénétration est également lié à cette tension.
- – Filtration
Le faisceau de rayons X est constitué de photons avec différents niveaux d’énergie. Seuls ceux ayant un niveau d’énergie suffisant pour traverser la matière et impressionner le film sont
utilisables pour le diagnostic radiologique.
Afin de réduire la dose absorbée par le patient, la filtration permet de ne conserver que les
rayons utiles. Généralement constitué d’aluminium, ce filtre ne laisse passer que les rayons X à haute énergie.
- - Collimation
C’est le moyen de réduire le diamètre du faisceau de rayons X et, donc, la surface de la zone irradiée. L’usage d’un collimateur permet également d’améliorer la qualité de l’image en
réduisant fortement le rayonnement secondaire responsable de sa dégradation.
– INTERACTION DES RAYONS X AVEC LA MATIERE
Les rayons X atteignant un objet produisent trois types d’effets qui dépendent de l’énergie du rayonnement incident.
- – EFFET PHOTOELECTRIQUE
Ce phénomène est généré quand le photon incident donne toute son énergie à un électron d’une orbite interne d’un atome et qui sera éjecté.
Le déplacement de ces couches électroniques génère la production d’une énergie appelée photoélectrique.
- l’absorption photoélectrique est très importante pour le diagnostic en imagerie.
- Elle est proportionnelle au cube du nombre atomique de la matière.
- La différence d’absorption de ces rayons par la matière en fonction de sa densité atomique est à l’origine de l’imagerie radiographique.
- - DIFFUSION DE COMPTON
Ce phénomène est observé quand le photon percute un électron de la couche extérieur, avec production d’un photon de moindre énergie que le photon incident ; ce choc est à l’origine de la libération d’un électron libre.
- – Création de paires ou matérialisation
Cela est le résultat de l’interaction d’un photon incident de faible énergie avec un électron de la couche externe entraînant non pas son expulsion mais uniquement sa vibration.
Dans ce cas, un photon de même niveau énergétique est émis avec un angle différent de celui du photon incident.
C – Dosimétrie et la protection vis-à-vis des radiations ionisantes
La dosimétrie mesure le niveau d’exposition aux radiations ionisantes.
Les effets des rayonnements ionisants peuvent s’accumuler et représenter un risque potentiel pour la santé, même à faible dose, à la fois pour le patient et pour le personnel médical souvent exposé. L’accumulation des radiations ionisantes par le personnel de santé est surveillée par un organisme spécialisé, grâce à la lecture du dosimètre porté par les personnes concernées.
D’autres dosimètres, dits d’ambiance, permettent également de surveiller les enceintes
professionnelles et de détecter des éventuels dysfonctionnements des appareils (fuite, défauts, etc.) Un rapport d’exposition délivré par l’organisme de contrôle permet d’indiquer
régulièrement la dose de rayonnement reçue par la personne concernée pendant une période définie.
La périodicité des examens dépend de la profession et de la nature de l’exposition. En odontologie, le suivi est trimestriel.
III – Principes de l’imagerie
A – Film radiographique
Il s’agit d’un film de très haute définition, sans écran, contenu dans une pochette étanche à la lumière et à l’environnement.
Une feuille de plomb introduite dans la pochette permet de stopper les rayons et de limiter ainsi l’irradiation des tissus situés en arrière du film ; il protège également le film lui-même
d’artefacts potentiels générés par d’éventuels rayonnements secondaires.
Le film argentique se compose d’un support en plastique sur lequel est déposée l’émulsion sensible aux rayons X :
- l’émulsion est formée de grains de bromure d’argent sensibles aux rayons X et à la
lumière du jour, qui sont noyés dans une matrice. Plus les grains sont gros, plus le film est sensible mais moins la définition de l’image produite est bonne.
- Inversement, plus les grains sont fins, meilleure est la définition, mais plus l’exposition doit être importante ;
Une fois que le film a été exposé aux rayons, l’image est révélée grâce au traitement dans des bains de révélation et de fixation.
Après avoir été lavé et séché, le film est conservé dans le dossier du patient, dans un endroit propre et sec, à l’abri de la lumière. Sur le cliché obtenu, les zones non exposées (matérialisant les structures ayant arrêté sélectivement le faisceau de rayons) vont apparaître en blanc alors
que les zones exposées (qui n’ont rencontré aucun obstacle) apparaissent en noir.
Les nombreuses variations de gris témoignent de la densité atomique de chaque structure rencontrée par le faisceau.
B- Film Numérique : La Radiovisiographie
Les rayons X, au lieu d’être réceptionnés sur un film argentique, sont récupérés sur un capteur numérique. Les structures électroniques composant ce capteur transforment l’énergie du rayon X réceptionné en un courant électrique, lui-même matérialisé sur un écran par un pixel d’un niveau de gris dépendant de la quantité d’énergie générée. L’ensemble de ces pixels fournit une image interprétable sur un écran
Le pixel est l’équivalent numérique du cristal de bromure d’argent en radiographie analogique. Chaque pixel peut avoir un niveau de gris différent parmi les 256 disponibles. La valeur 0 sur l’échelle de gris correspond à la couleur noire sur le film et la valeur 255 à la radio-opacité maximum, qui est blanche.
CARACTÉRISTIQUES DES IMAGES
- – Densité
La densité est fonction de l’exposition ainsi que de l’épaisseur et de la densité de la matière. En augmentant le milli-ampérage ou le kilo voltage, on augmente la quantité de photons
susceptibles d’atteindre le film. En fonction du sujet (enfant ou adulte) et de la zone à
radiographier, la variation de certains paramètres, notamment la durée d’exposition, permet d’optimiser la densité des rayons et donc la qualité de l’image obtenue. Les structures radio- claires (caries, lésions osseuses) se distinguent plus ou moins nettement des structures radio- opaques (os dense, amalgame, gutta-percha…).
- – Contraste
Il s’agit de l’échelle des gris qui doit être le plus large possible pour permettre une analyse le plus fine possible. Le contraste radiographique est une combinaison entre la matière, le type de film et la radiation diffuse.
Le traitement de l’image revêt également une importance capitale.
- – la Résolution
On distingue la netteté et le pouvoir de séparation entre deux structures proches l’une de l’autre. Pour ce faire, une mire spéciale permet de lire le nombre de paires de lignes par
millimètre : une résolution de 20 paires de lignes par millimètre est un résultat excellent pour peu que le chiffre donné soit réel et non théorique.
Ces mires sont disponibles à la vente et peuvent être utilisées pour contrôler régulièrement la qualité des clichés au cabinet dentaire.
C – Qualité des images
Il s’agit d’une notion assez subjective portée par l’observateur dans laquelle interviennent de nombreux paramètres, dont ceux cités ci-dessus.
En endodontie Il faut notamment pouvoir suivre, sur le film, la lamina dura, image
radiographique matérialisant les limites du desmodonte, ou encore objectiver le rapport de l’extrémité d’un instrument endodontique métallique avec la surface radiculaire.
IV – Projection géométrique
L’image radiographique est la projection d’un volume, donc tridimensionnel, sur une surface plane, bidimensionnelle.
Pour interpréter ces images sans ambiguïté, le clinicien doit ainsi avoir des connaissances approfondies en anatomie et une bonne compréhension des principes de l’imagerie médicale afin de pouvoir reconstituer mentalement le volume d’une structure à l’aide de quelques clichés pris sous des incidences différentes.
Pour s’approcher de la réalité et limiter les erreurs d’interprétation, il est important de connaître quelques principes de base de l’imagerie.
A – Taille de l’objet et distorsion
L’éloignement du film de la dent étudiée ou une mauvaise orientation de la source de rayons X peut engendrer une déformation de l’image qui peut ainsi apparaître plus courte ou plus longue que dans la réalité.
Cette distorsion peut être minimisée en éloignant la source de rayons X de l’objet, tout en maintenant le film le plus près possible de l’objet.
B – Forme de l’objet et déformation
Les différentes parties de la dent ne subissent pas le même rapport de déformation, notamment lorsque le film n’est pas placé perpendiculairement au faisceau et si l’objet n’est pas parallèle au film .
Ces deux sources d’erreur peuvent être réduites en utilisant des techniques appropriées et, notamment, la technique dite des plans parallèles. C’est pourquoi il est indispensable d’utiliser un porte-film, notamment pour les phases de diagnostic
Principes fondamentaux de la radiologie
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.
Principes fondamentaux de la radiologie
Dr J Dupont, chirurgien-dentiste spécialisé en implantologie, titulaire d’un DU de l’Université de Paris, offre des soins implantaires personnalisés avec expertise et technologies modernes.