Le premier scanner à Rayons X a été inventé en 1972 par l’ingénieur britanique Goldfrey Newbold Hounsfield. Les premières images furent réalisées sur le cerveau.
Les rayons X :
L’émission des rayons X est générée par un tube cathodique, ou tube de Coolidge, constitué d’une ampoule de verre. Les rayons X sont générés par l’effet de Bremsstrahlung, ou rayonnement continu de freinage réalisé au niveau atomique de façon générale ou caractéristique.
Fig 1 : Animation illustrant la génération de rayons X (jaune), depuis un flux d’électron (bleu), [3].
Un flux d’électrons est généré entre la cathode et l’anode par l’application d’une très forte tension électrique (20 à 400 kV). Lorsque les électrons heurtent l’anode constituée d’une plaque de métal, par delà l’énergie dégagée sous forme de chaleur, une petite quantité est transformée en rayons X, selon les deux principes d’émission :
- général : en passant à proximité de l’atome, l’électron est attiré par son noyau, ralenti et dévié, ou
- caractéristique : collision avec un autre électron d’une des couches internes de l’atome.
Le fonctionnement du scanner :
L’examen consiste à mesurer l’absorption d’un faisceau fin de rayons X par les tissus traversés. Les rayons X sont générés par le tube de Coolidge. Le patient est allongé dans un court tunnel d’environ 70 cm de diamètre.
Fig 2 : Principe de fonctionnement du scanner à Rayons X, [4].
L’atténuation :
Après avoir traversé l’organe d’intérêt, le faisceau de rayons X est capté par un détecteur numérique, synchronisé à la rotation du tube qui détermine l’atténuation. L’atténuation dépend de toutes les structures traversées et la valeur retenue est une moyenne µ, par comparaison des faisceaux incidents et émergents.
Log I0/I = µx.
I0 est l’intensité incidente du faisceau, I est l’intensité émergente, µ est le coefficient d’atténuation de l’objet traversé, et x l’épaisseur de l’objet.
Projections et Rétroprojections :
Le détecteur transforme les photons X en signal électrique, directement proportionnel à l’intensité du faisceau de rayons. De l’ordre de 1000 profils sont générés pour un pas de rotation, ces projections sont échantillonnées et numérisées pour l’ensemble des angles de projections puis rétro-projetées sur une matrice de reconstruction, selon le même angle qu’à l’acquisition.
Fig 3 : Principe de mesure : A chaque rotation, de multiples profils d’atténuation son obtenus selon différents angles de rotation, [6].
Cet équipement permet l’étude de structure anatomique à visée diagnostique et nécessite l’injection d’un produit de contraste iodé. La dose reçue est également un paramètre important, qui nécessite contrôle et vigilance.
Bibliographie :
[1] Scanner à Rayons X, Larousse Médical : http://www.larousse.fr/.
[2] Wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Scanner
[3] Rayons-X : http://rayons-x-imagerie-medicale.e-monsite.com
[4] Radiographie : http://tpe.bgpr.free.fr/pages/radiographie.htm
[5] La Radioactivité : http://www.laradioactivite.com
[6] Bases physiques des rayons X – CERF 2001 – Solacroup, Boyer, Le Marec, Schouman Claeys : http://www.imre.ucl.ac.be/rpr/RDGN3120/scanner.pdf
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