1. Produits Barytés. Absorption des rayons X

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1 Exemple 3 : Radiographie du thorax Patient jeune avec douleur thoracique brutale. Suspicion de pneumothorax (air dans la plèvre) situé plutôt en haut, il va décoller la plèvre et entrainer une déviation du médiastin vers le coté controlatéral au pneumothorax. Ici pneumothorax vers la gauche Exemple 4 : Mamographie du sein 2 incidences, une oblique et une face, sein écrasé au maximum pour bien étaler la glande et limiter les superpositions Constraste en radiographie : -Contraste spontané 4 niveaux de gris Air Graisse Eau Os -Produits de contraste Produits barytés ( Baryum = 55Ba; numéro atomique élevé ) Produits Iodés ( Iode = 53I) 1. Produits Barytés Absorption des rayons X

2 Utilisation uniquement pour les opacifications digestives voie haute : le produit est bu voix basse : le produit est injecté par lavement Contre-indiqué si brèche digestive (déconseillé pour suite de chirurgie) Ils sont utilisés pour : Transit oeso-gastro duodénual (TOGD) Remplacé par endoscopies ( de en de TOGD) Sauf avant bilan pré et post opératoire (sans baryte mais utilisation autre contraste) Transit du grêle : Irradiant Remplacé par entéro IRM ou entéro scanner : capsule vidéo ingérée par le patient puis visualisation sur un moniteur. L'attente est + longue pour que le grêle soit complètement rempli de produit (temps de l'examen 1h30 à 3h ) Lavement opaque : Voie rectale Remplacé par coloscopie On peut avoir un double contraste : on remplit le tube digestif puis il est vidé et rempli à nouveau d''air. 2. Produits de contrastes iodés En général, utilisation de l'iode dont le numéro atomique est élevé ( 53I). Attention!! l'iode de radio est non radioactif alors qu'il l'est en scintigraphie ( iode radioactif) L'iode est utilisé de façon très large, pour explorer quasiment tous les organes. -Les produits hydrosolubles iodés Injectés en Intra Veineux ou Intra Artériel Le produit de contraste passe très vite dans le sang ( séjour intravasculaire très bref) puis capté/diffusion dans le secteur interstitiel puis filtré par les reins (excrétion urinaire) au bout de 3 min. -Indications larges opacification Vasculaire ( angiographies), artères ( artériographies) ou veines ( phlébographies) Appareil urinaire ( urographie intraveineuse, cystographie (vessie)) Articulaire ( arthrographie ) Utérine ( Hystérosalpingographie) Méninges ( myélographie et saccoradiculographie) L'iode peut être bu (opacification de l'appareil digestif en cas de post-op, boire de l'iode pour vérifier que l'anastomose est bonne ) ou injecté. Exemple : Hystérographie : on remplit la cavité utérine d'iode qui va passer dans les trompes pour vérifier la perméabilité des trompes pour bilan de stérilité. (Si les trompes sont imperméables, c'est un signe d'infertilité). Artériographie : examen invasif Ponction artérielle Cathéter ou microcathéter pour opacifier les artères Examen diagnostique et surtout thérapeutique embolisation (en cas d'artère qui saigne, il faut la «boucher»)

3 Thrombolye ( en cas d'artère bouchée, il faut la «déboucher» ) Stent (un petit ressort qui va permettre de garder le bon calibre de l'artère). Technique : La voie d'abord est quasiment toujours en fémorale droit car artère facile à comprimer et à trouver grâce à un cathéter simple, on met en place un guide radioopaque on enlève le cathéter on laisse le guide, on met un tuyaux, on enlève le guide Injection : on peut enfin injecter le produit iodé dans le tuyau. Cette technique nous permet d'aller jusqu'aux artères carotides, voire intra-cérébrales, selon la longueur du guide. Technique de Masque : Pour voir les vaisseaux on fait des clichés à cadence très rapide. On commence avec un cliché sans produit de contraste donc vision que de l'os. Puis cliché avec produit de contraste, on voit les artères. Enfin, on fait une soustraction des clichés sans produit et avec produit de contraste ce qui permet d'effacer tout ce qui n'est pas un produit de contraste (os) pour ne garder que les vaisseaux. c) Scanner ou tomodensimétrie Principe du scanner : «tranches de patients» Même principe que la radiographie conventionnelle : Rayons X, air, graisse, os, contrastes artificiels. Mode d'acquisition différent Faisceau de rayons X et couronne de détecteurs autour du corps du patient et l'ensemble lui tourne autour en même temps que la table avance (on parle d'une hélice d'acquisition qui sera transformée par l'ordinateur en une tranche de patient). Série d'histogrammes correspondant aux profils d'atténuation des tissus de la coupe examinée suivant plusieurs projections. Il peut y avoir une ou plusieurs sources de rayons X ce qui veut dire qu'en 1 tour on peut avoir plusieurs «tranches» de patient.

4 Densité selon la composition du tissus et de l'épaisseur des coupes pouvant inclure plusieurs tissus de composition différente (effet de volume partiel). Ordre de grandeur de tranche = 0,6 millimetre d'épaisseurs Si 64 sources = 5cm de patient à chaque tour Si 128 = 10cm de patient à chaque tour Acquisition très rapide (moins d'une seconde par tour). Intérêt : Chaque point d'une coupe a une teinte spécifique. On distingue 2000 niveaux de gris mais l'œil n'est capable d'en voir que 16 à 32 d'où l'importance du fenêtrage de largeur limitée à des niveaux déterminés pour distinguer les niveaux de gris qui sont très proches grâce à un ordinateur. On demande à l'ordinateur de se centrer sur une tranche de niveau de gris ( ex -100 à +100) ainsi la différence entre ces deux niveaux sera visible. Cette échelle est l'échelle de Hoursfield ( inventeur du scanner) avec niveau 0 = eau niveau = air niveau -100= graisse niveau +1000= os (On retrouve comme dans la radio les deux extrêmes mais il existe de nombreuses autres teintes discernables par ordinateur). Exemple : coupe du poumon : beaucoup air + vaisseaux pour voir air : fenêtre très large pas possible de voir le médiastin ET l'air obligation de faire deux fenêtres/ réglages Historique du scanner 1972 : premier scanner grâce au développement d'ordinateurs assez puissants Hounsfield prix Nobel en 1979 Premier scanner pour l'exploration cérébrale : 2h30 pour une coupe 1990 : scanner hélicoïdal Puis multibarette (plusieurs sources de rayon X ) et détecteur de + en + rapide Dernières évolution : bitubes, 512 barettes au scanner on parle de densité Au scanner on mesure la densité alors qu'en scintigraphie on parle de fixation. hyperdensité : image blanche sang frais : spontanément dense hypodensité 46min30!!!! Tomodensimétrie : Acquisition : coupes axiales Sans ou avec injection d'iode Reconstructions multiplanaires, MIP, reconstruction volumique Niveaux de gris ( Unités Hounsfield) de à UH fenêtrage Scanner hélicoïdal (la table où est installé le patient avance pendant que le tube tourne) : rapidité, reconstructions multibarette : plusieurs sources de rayon qui permet d'avoir une rapidité d'acquisition Fenetrage - injection Pour une fenetre proche de 0 = visibilité du médiastin Pour une fenetre large = visibilité du poumon et l'air mais pas le médiastin On peut faire un fenêtrage avant et après injection (iode en IV par le bras).

5 veine cave supérieure est + blanche car le produit iodé y arrive presque pur via injection dans le bras. Autre exemple : exploration du rocher difficile car beaucoup d'os denses et très petits (osselets) au niveau du crâne Ponction biopsie sous guide scanner = prélèvement de tumeur sous scanner. Il est courant de faire des gestes chirurgicaux sous scanner. II. Examens non ionisants a. Image échographique : La réflexion du faisceau ultrasonore se fait sur des interfaces constituées par des tissus ayant des impédances acoustiques différentes. C'est l'impédence acoustique d'un tissu qui va influencer la vitesse du son dans ce tissu. Ainsi, le son se propagera à des vitesses différentes dans des tissus dont l'impédence est différente. La vitesse du son dans les tissus biologiques est d'environ 1600m/s. Cette vitesse est très différente dans l'air ( 300m/s) et dans l'os ( 7000m/s) ce qui fait que l'interface constituée par ces milieux et les tissus nous constitue une barrière infranchissable aux ultra-sons. Zone noire = sans interfaces ultrasonore = anéchogène (ex : la vessie car dans les liquides les ultra-sons ne sont pas absorbés). Les ultra-sons sont envoyés, ils traversent les zones non absorbantes puis ces ultra-sons sont renvoyés par les zones absorbantes. Généralement en arrière de ces zones anéchogènes on observe un renforcement postérieur (visibilité très bonne en arrière de la zone) L'importance des échos (points blancs) dans les tissus permettra de décrire des tissus hypoéchogènes (noir), échogènes (blanc) et hyperéchogènes. Une lésion pourra être hétérogène ou homogène. Une structure hyperéchogène peut absorber complètement les ultra-sons et générer en arrière d'elle un cône d'ombre. ex : -si calcul dans la vésicule biliaire, la partie en arrière d'une partie calcifié (calcul) est noire (cône d'ombre) -kyste du rein : derrière le rein + blanc ( renforcement postérieur car zone anéchogène ) -calcul du rein : derrière le calcul + noir ( cône d'ombre car zone hyperéchogène ) C'est pour cette raison qu l'on met du gel sur la peau de la femme au cours d'une échographie : car l'air est hyperéchogène et donc on ne verrai rien s'il y avait de l'air entre la sonde et la peau : cône d'ombre. interet : on voit les organes en mouvement visualisation des organes pleins, des vaisseaux, des canaux, des épanchements liquidiens Disponible et non irradiante ( ultra-sons ) Indications larges Limites : morphologie du patient (l'écho ne peut pas aller très profondément dan le corps), gaz. Effet dopler : Les éléments mobiles (globules rouges, jet urétéral etc...) ont une longueur d'onde plus longue s'ils s'éloignent du capteur et une longueur d'onde plus courte s'ils se dirigent vers le capteur. La sonde Doppler recueillera donc un écho dont la fréquence (longueur d'onde) sera différente de la fréquence d'émission. La différence des fréquences d'émission et de réception : F -F' ou F'-F permet de calculer la vitesse et la direction des globules rouges. Il existe différents type de doppler : doppler couleur ou pulsé (mesure systole diastole, la vitesse de l'artère et sa résistivité) Élastographie : récente ; onde de cisaillement ultrasonore ; évalue la dureté des tissus (on «palpe» le tissu) Fibrose hépatique pour éviter des ponctions hépatiques.

6 Permet la Caractérisation des tumeurs ( bénins = mou, malin = dur ). Produit de constrates en échographie : Injection de microbulles d'air piégées dans du galactose. Création d'interface dans les vaisseaux et dans la vascularisation tumorale. Etude dynamique sur 3 à 5 min, permet de voir comment se distribuent les vaisseaux) Les bulles d'air éclatent sous les ultra-sons (il ne faut pas qu'elles soient pas trop grosses) b) Imagerie par résonance magnétique ou IRM Interaction d'un champs magnétique et d'une radiofréquence sur l'orientation des atomes d'hydrogènes (protons) Aimant orientation des protons dans une même direction. Onde de radiofréquence énergie protons écartés de cette direction retour à l'équilibre (relaxation) en redonnant de l'énergie qui peut être captée par une antenne L'énergie est décomposée suivant un axe parallèle (relaxation longitudinale ou T1) ou perpendiculaire au champ magnétique ( relaxation transversale ou T2). Les relaxations T1 et T2 des protons dépendent des tissus, ceci permet d'obtenir deux images de contrastes différents dans différents tissus. Ces images sont appelées images pondérées T1 et T2 Les séquences : Séquences de base : T1 et T2 T1 : étude de la morphologie T2 : étude des fonctions ( voir si il y a des oedèmes ) 2 grands types : SE (Spin Echo) et EG ( Echo de Gradient ) SE : séquences longues mais de bonne résolution spatiale (bien pour l'os et bilan ostéo articulaire) EG : séquence rapides (utiles pour les vaisseaux, angio, abdomen ) Contre indications de l'irm -pace-maker -éclats métallique orbitaires -certains clips cérébraux ( anévrisme) ou valves cardiaques mécaniques. -claustrophobie (car dans une machine confinée, un tunnel) La zone explorée est au centre du tunnel. Principe : échange d'énergie entre atomes. Les protons tournent sur eux même et sur un axe. Grâce à l'onde de radiofréquence, ils vont tous se mettre dans le même sens. Après arrêt de l'onde, il faut attendre qu'ils se remettent à leur état d'équilibre en relarguant de l'énergie. Celle-ci sera enregistrée et est à la base de l'irm Champs magnétique utilisé : très puissant Champ terrestre 0,5 Gauss 1,5 Tesla = Gauss ( fois le champ terrestre) IRM médical appliquée à l'homme 0,5 à 3 T Produits de contrastes IRM Le gadolinium a une biodistribution identique aux contrastes iodés hydrosolubles utilisés en radiologie, éliminé par les reins (seulle utilité en T1) Contre indications : grossesse, allergie, insuffisance rénale sévère ( Clairance < 30) On peut donc l'utiliser dans les mêmes conditions que l'iode en sachant qu'il entrainera une hyperintensité sur les images pondérées en T1 lorsque la structure fixera ce contraste (rehaussement des vaisseaux et des parenchymes) En IRM, il n'existe pas d'échelle de densité et on parle d'hyper ou d'hypointensité en T1 ou en T2 en fonction de l'aspect d'un tissu quelconque par rapport aux tissus adjacents.

7 Exemple IRM cérébrale : En T2 : Le liquide est blanc ( LCR blanc) on voit l'oedème qui sera blanc. En T1 : Le LCR est noir on voit la substance blanche et grise T1 avec gadolinium : rehausse les vaisseaux et met en évidence tumeurs et infections Petit piège séquence T2 flair : séquence T2 avec suppression de l'eau libre donc le LCR apparaît noir comme en T1! Pour le repérer : autour du ventricule, il y a un petit liseret blanc. Intérêt de ce type de séquence : bien voir les lésions de substance blanche (intérêt dans la sclérose en plaque+++) On peut également avoir une IRM corps entier ou dynamique (coeur qui bat) ou enregistrer des séquences qui codent les fibres cérébrales Attention : produits de contrastes Ne pas confondre scanner simple (rayon X sans radioactivité, simple irradiation) et TEP-scanner (tomographie par émission de positon) (imagerie de médecine nucléaire utilisant des produits radioactifs) PARTIE II : MÉTHODES DE RECONSTRUCTION EN IMAGERIE TOMOGRAPHIQUE A. Reconstructions Cela concerne uniquement l'imagerie en coupes (avec acquisition d'un volume de patient ) : scanner ++, IRM et échographie. Tout sauf radiographie. C'est une acquisition volumique à partir de coupes. On obtient pour ces imageries des coupes + ou épaisses et jointives d'épaisseurs variables. Si on a des coupes jointives, on a un volume de patient. On va pouvoir faire, à partir de ces coupes des reconstructions multiplanaires Ces coupes sont généralement de l'ordre du millimètre et l'acquisition est très rapide : le volume du patient ne bouge pas et peut être reconstitué dans tous les plans. Plus c'est rapide, plus les contours sont nets et plus les coupes sont fines plus la reconstruction est précise. I. Plusieurs possibilités de reconstruction et navigation virtuelle. Si on fait une acquisition volumique ( ex : thorax), la coupe axiale est la coupe de base. On en fait plusieurs Reconstruction du volume du patient grâce a une prise dans le plan coronal. -le MIP ( +++ utilisé) Cela correspond à une pile de coupe (nombre choisi) et sur chaque point de chaque coupe, l'ordinateur choisit la densité la plus élevée. Interet : mettre en évidence les densité élevées (points blancs : os ou vaisseaux) -Min Ip : garder la densité la plus faible Autre type de reconstruction : Si on veut limiter le nombre de coupes, on augmente l'épaisseur d'une coupe,on réalisera une moyenne de la densité de 3 coupes par exemple Reconstruction 3 D ( pas de réel intérêt, sauf pour faire joli). Reconstruction de surface/surfacique. Reconstruction avec effets de transparence. Pour voir les micro lésions le mieux est la coupe fine de moins d'un millimètre. II. Quelques exemples d'application en pathologie : Application en pathologie cardiaque :

8 Coroscanner : Voir les coronaires, détecter les sténoses Remplacer la coronarographie et l'éviter chez les personnes avec coronaires saines. (ex des patients en attente de greffe où l'analyse des coronaires est obligatoire) Difficiles car structures de petites tailles et le coeur est en mouvement! Il faut un scanner très rapide. Anévrisme de l'aorte abdo traitée par prothèse on analyse que l'anévrisme est traité grâce à un scanner En 2002 scanner de 16 barrettes ( =détecteurs) En 2007 :64 barrettes Synchronisation cardiaque (gettering cardiaque). Application en pathologie urinaire : En «enlevant» couche par couche, on arrive à voir vessie et reins Uroscanner : acquisition sans injection puis avec injection puis 60sec après pour pouvoir voir le parenchyme rénal puis 3min pour pouvoir voir le bassinet, uretère et vessie. Application en pathologies digestives : Homme de 91 ans, douleurs abdominales depuis 24h Scanner L'interprétation du scanner va se faire sur plusieurs coupes. On remarque une nécrose de tout l'intestin grêle Très mauvais pronostic Coloscanner: 2 possibilités -À l'eau (sonde rectale + eau) puis scanner on remplit le colon d'eau intérêt : dilater le colon recherche de lésions colique et de cancers +++ -À l'air (sonde rectale + air généralement CO2) puis scanner après préparation colique (régime sans résidu) pour vider le colon et ne voir uniquement que le CO2 dans le colon. Intérêt : sans anesthésie, sans injection, très rapide (10 min) car CO2 très rapidement absorbé (pas de problèmes de ballonnement) On peut avoir une vision générale du colon grâce à une coloscopie virtuelle. C'est un bon examen pour trier les patients et pour faire des dépistages. On le pratique si la coloscopie classique n'est pas possible mais ses indications sont de plus en plus larges. L'analyse est de plus en plus automatisée et rapide. Application en cas d'inhalation d'un corps étranger Si structure aérée et homogène : possibilité de naviguer à l'intérieur. Si structures hétérogène : impossibilité de naviguer. En cas d'inhalation : le corps étranger n'est pas visible à la radio. on cherche les signes indirects. Par exemple en cas d'inhalation d'un corps étranger dans les poumons, celui-ci entraine un piégeage : Cela entraine un coté hyperinsuflé (= coté du corps étrangers) et refoulement du médiastin du cote controlatéral. Traitement : endoscopie d'urgence sans résultat Scanner permet de voir le corps étranger quelqu'il soit ou Fibroscopie virtuelle Deuxième endoscopie avec résultat. Application en cas de traumatisme du thorax : pneumothorax Application en pathologies neurologiques

9 Hémiplégie gauche donc suspicion AVC droit Patient jeune avec Céphalées => artériographie cérébrale car rupture d'anévrisme Application foetale : Echographies (il y en a 3 importantes et remboursées par la sécurité sociale) Echo du 1er Trimestre : permet de calculer la date du terme et 1ere analyse des malformations sévères clarté du cal ( recherche de maladie génétique) 2eme T ( 22 SA) : échographie morphologique 3eme T : échographie de croissance ( placenta, présentation etc..) Il est possible d'avoir des reconstructions en échographie 3D et 4D (=3D + mouvements). IRM Ils peuvent montrer les liquides Scanner (peu fréquent) Visualiser les os du foetus pour rechercher les malformations ( ex nanisme ) CONCLUSION : L'imagerie médicale est une spécialité qui est en perpétuelle évolution et qui nécessite une haute technicité. Très grande importance du traitement de l'image (les nombreux réglages choisis par le médecin permettent de voir ou non une anomalie). Toujours garder le lien avec le malade. Petit mémo : Scintigraphie : la fixation définit les différents contrastes. Radiographie : l'absorbance des rayons X définit les différents contrastes. Scanner : la densité définit les différents contrastes. Échographie : l'impédence définit les différents contrastes. IRM : l'intensité définit les différents contrastes.