Le scanner Ou Tomodensitométrie Plan Principes de ...

Le scanner Ou Tomodensitométrie [pic] Plan Principes de fonctionnement Déroulement d'un examen type Iconographie Historique rapide 1971 : premier examen TDM cérébral 1974 : premier appareil corps entier 1979 : prix Nobel de médecine Hounsfield 1989 : acquisition hélicoïdale 1992 : acquisition de 2 coupes simultanées par rotation 1998 : acquisition multi-coupes 2006 : scanner 64 barrettes (CCN)
Rappel : la tomographie classique
La tomographie permet d'obtenir une image en coupe d'un sujet en volume en
effaçant les plans sus et sous jacents.
[pic]
Le seul plan qui est net c'est le plan de coupe.
Le principe de la tomographie est le mouvement homothétique synchrone et
inverse du tube et du détecteur par rapport à un sujet immobile.
Ce mouvement efface les plans au-dessus et en dessous. Définition Scanner : anglicisme pour le mot français «numériseur» Le scanner est une chaîne radiologique avec un tube à Rx et un ensemble de
détecteurs disposés en couronne Le principe repose sur la mesure de l'atténuation d'un faisceau de
Rx monochromatique qui traverse un segment du corps. Pour l'obtenir, deux
systèmes de collimation sont mis en place : . la collimation primaire par filtration à la sortie du tube . la collimation secondaire par utilisation de grilles anti-diffusantes 2) Principes de formation de l'image 2.1 L'acquisition de l'image L'acquisition ira de la production des rayons X jusqu'aux détecteurs inclus
qui vont recueillir le signal. 2.1.1 Le générateur Haute fréquence recevant du courant triphasé % Tension 150 KV 400 mA La tension est stabilisée numériquement Puissance de 30 à 60 KW Autrefois émission pulsée pour permettre une remise à 0 des détecteurs mais
perte d'informations. Aujourd'hui émission et réception continue. 2.1.2 Le tube à Rayons X Tube à anode tournante (Dissipation thermique:350 à 900 KUC/min) Anode compound (Plateau graphite piste RTM rhénium, tungstène, Molybdène) Vit rot:2700 à 10000 tr/mn Diamètre de l'anode 10à 15 cm. -Foyer 0,6 1,2 -Filtration 0,2 mm à 2 mm de cu. -Tension de 125 à 150 KV: On veut limiter la variation de la dynamique d'absorption selon les
différentes régions du corps humain. On veut accroitre le rendement de transmission des informations
reçues par les détecteurs en diminuant la proportion des rayons X absorbés. On diminue le bruit de l'image. 2.1.3 Les détecteurs Ils servent à convertir les informations sortant du patient, c'est-à-dire
le faisceau émergeant, en donnée informatique.
Caractéristiques d'un détecteur -Nombre et taille des cellules de détection. -Temps de réponse du système de détection. -Rendement du système de détection. -Stabilité différentielle des cellules de détection. Qualité de détecteur :
- rendement : capacité d'un détecteur « rendre compte » du
signal le plus fiable c'est-à-dire à convertir et à amplifier en impulsion
électrique le signal reçut à la sortie du patient
- taille du détecteur : plus il sera grand, meilleure sera la
détection. Cela joue sur la résolution spatiale.
- rémanence : temps entre deux enregistrements. Plus elle est
faible plus vite un nouvel enregistrement peut être effectué.

Les différents types de détecteurs :
- détecteur gazeux : Ce sont des chambres d'ionisation remplies
de gaz (Xénon 131) sous pression à 20/50 bars. Rémanence faible, rendement
faible et taille importante. Photons X Ionisation Xe+ Signal électrique - détecteur scintillateurs : cristaux photos luminescents, qui
ont un bon rendement. La rémanence est plus importante d'où le temps
d'acquisition allongé. Photons X absorbés Photons lumineux Photo cathodePM signal électrique - détecteur semi conducteur ou solides: tous les avantages :
faible encombrement, et haut rendement
Le tube et les détecteurs tournent autour de l'objet à examiner De multiples profils d'atténuation sont obtenus à des angles de rotation
différents Ils sont échantillonnés et numérisés Les données sont rétro projetées sur une matrice de reconstruction puis
transformées en image analogique Un faisceau de Rx traversant un objet homogène d'épaisseur x subit une
atténuation fonction de la densité électronique de l'objet. La valeur de l'atténuation est obtenue par soustraction entre l'intensité
du faisceau ce Rx avant et après traversée de l'objet. Réciproquement : Elle est définie par la loi :
[pic] Le détecteur transforme les photons X en signal électrique Ce signal est directement proportionnel à l'intensité du faisceau Le profil d'atténuation ou projection correspond à l'ensemble des signaux
électriques fournis par la totalité des détecteurs pour un angle de
rotation donné Un mouvement de rotation autour du grand axe de l'objet à examiner permet
d'enregistrer une série de profils d'atténuation résultants de la traversée
de la même coupe selon différents angles de rotation (1000 mesures par
rotation) [pic] Les projections sont échantillonnées et numérisées avec une adresse
spatiale x,y,z Avec n projections obtenues selon différents angles on reconstruit une
image du plan de coupe L'ordinateur calcule la densité de chaque pixel de la matrice... Le pixel est l'unité de surface élémentaire de la matrice. Le voxel est l'unité de volume élémentaire de la matrice. La matrice est un tableau composé de n lignes et n colonnes définissant un
nombre de quadrilatères élémentaires ou pixels. La matrice, c'est la
structure de l'image digitale. L'image peut être considérée comme une
série de lignes d'informations disposées horizontalement et verticalement,
déterminant ainsi un quadrillage dont l'unité élémentaire sera le pixel
(Picture element cell). IL existe en fait 3 matrices: -La matrice d'acquisition : c'est le nombre de détecteurs pour chaque
projection -La matrice de reconstruction : c'est souvent la même que la matrice
d'acquisition. Ce sont des lignes orthogonales qui détermine des cases
(pixels : ex 512x512, 340x340). La profondeur (ou hauteur de la tour) est
de 13 niveaux (étages) soit 8000 niveaux. -La matrice de visualisation : c'est la console, elle dépend de la
qualité du moniteur de visualisation. (carte graphique) [pic] A chaque pixel de la matrice correspond une valeur de densité, une
atténuation En fonction de sa valeur chaque pixel est représenté sur l'image par une
certaine valeur dans l'échelle de gris [pic] De la matrice à l'image Les valeurs de gris obtenues sur la matrice sont fonction des coefficients
d'atténuation des corps traversés transformés en unités Hounsfield. 2.2.6 Le fenêtrage Def: On appelle fenêtre la plage de densité étudiée compte tenu des
possibilités de l'?il humain et des performances de la machine. La fenêtre est représentée par 2 valeurs, le centre et la largeur: -Le centre de la fenêtre: C'est l'organe que l'on veut visualiser.
C'est le nombre d'unités Hounsfield que l'on veut visualiser. Exemple: si je veux voir un organe à densité hydrique (vessie) je
mettrais une fenêtre dont le centre sera voisin de 0. -La largeur de fenêtre: Elle permet de voir du noir au blanc. Si on
augmente la largeur de fenêtre, on verra un maximum d'organes voisins dans
la région étudiée mais la vue sera étalée et peu contrastée. Par contre, si on diminue la largeur de la fenêtre au niveau de l'organe
choisi, on aura une augmentation du contraste, la fenêtre sera serrée. Les coefficients de densité des différents tissus sont exprimés en unité
HOUNSFIELD (UH) L'éventail varie de -3000 à +4000 avec le choix d'une valeur zéro pour Air = -1000 Eau = 0 Calcium = +1000 Graisse = -60 < G < -120 Gazs dilatés = -3000 Structures métalliques = +4000 Il existe 16 niveaux de gris discernable pour l'?il humain. Soit 1 niveau
toutes les 125 uH. (16x125 = 2000).
En noir -1000uH (attribué à l'air).
En blanc +1000uH (attribué à l'os compact)
L'acquisition scannographique Au scanner on a trois modes d'acquisition :
- mode radio : Radio numérisée du patient dans une position
donnée tube/détecteur. L'ensemble tube/détecteur ne bouge pas car l'angle
est définit au préalable donc seule la table se déplace pendant le passage
des Rx.
- mode séquentiel : les Rx parcourent le patient sans que la table ne
se déplace pas.
> La table ne bouge pas pendant
l'émission du faisceau de Rx mais seulement pour placer le patient à
l'épaisseur voulue entre deux émissions de Rx.
Donc la table bouge exactement pour
faire des coupes de l'épaisseur voulue (jointive, chevauché et non
jointive)
- mode hélicoïdale : passage des Rx et déplacement de la table
en même temps, cela implique qu'il y a synchronisation des Rx et de la
table.
Le principe du mode hélicoïdal repose sur la rotation continue du tube
autours du lit en déplacement pendant l'acquisition des données brutes. Le tube décrit une figure géométrique assimilable à une hélice. Le
transfert de l'énergie électrique se fait part des contacteurs dits
« slipring » (générateurs de haute fréquence embarqués à l'intérieur du
statif transmettant le courant par des contacts sur un anneau) La vitesse de rotation sur les scanners les plus récents est de 0,35s /
360° tube à 12G !!! [pic] [pic] Le scan