DES Radiologie Module rayons X mardi 12 janvier 2010

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1 DES Radiologie Module rayons X mardi 12 janvier 2010 La Radiologie standard

2 Formation et qualité de l image Résolution en densité : le contraste Résolution spatiale : le plus petit élément visible Quelle information pour ce que l on cherche : Trait de fracture Ulcère La loi des tangentes Facteurs de dégradation de l image : Rayonnement diffusé Taille du foyer, etc.

3 Formation et qualité de l image 1. Résolution spatiale et géométrie : Qualité du rayon directeur (foyer) Incidences Superposition de multiples éléments Image plane d un volume Résolution en contraste : Qualité du rayon directeur (tension et nombre de photons) Nature et épaisseur de chaque organe (élément) Incidences et parallélisme ou non (image hydroaérique)

4 La chaîne de production de l image Production des rayons X : générateurs haute tension,tubes à rayons X Objets : différences d atténuation,projections Eléments concourant au flou : flou géométrique, flou cinétique,flou de réception (écrans,ampli ) Rayonnement diffusé : diaphragmes, grilles, air gap effect

5 Tubes à rayons X Généralités C est le faisceau de lumière de la photographie Faisceau d électrons sur une cible Source des électrons:cathode Tension d accélération Cible : anode fixe ou tournante Foyers thermique et optique

6 Tubes à rayons X caractéristiques Type d anode Diamètre de l anode Dimensions du ou des foyers optiques Vitesse de rotation Tension maximale Puissance maximale

7 Tubes à rayons X Deux qualités essentielles Grande puissance : temps de pose Grande finesse du foyer : flou géométrique

8 Anode Métal de l anode:tungstène Z = 74 Température de fusion : 3660 C Rendement très médiocre : 1 % Foyers:pente de l anode Mesures des dimensions du foyer : sténopé Anode tournante : diamètre, vitesse de rotation,modification du métal (rhénium) Ampoule-gaine de protection

9 Tube à anode fixe

10 Tube à anode tournante

11 Tube moderne

12 Foyers thermiques et optiques

13 Principe du foyer linéaire

14 Angles d anode et foyer réel

15 Projection du foyer

16 Anodes biconiques

17 Effet talon

18 Augmentation du diamètre

19 Deux types d anodes

20 Puissance-temps-foyer

21 Vieillissement du tube

22 Formation de l image radiologique Formation physique Formation géométrique Les flous de l image radiologique

23 Formation de l image radiologique OBJECTIFS Résolution spatiale :finesse, pouvoir séparateur Résolution en atténuation du faisceau de rayons X (densité) : résolution en contraste

24 La chaine de production de l image Production des rayons X : générateurs haute tension,tubes à rayons X Objets:différences d atténuation,projections Eléments concourant au flou : flou géométrique, flou cinétique,flou de réception (écrans,ampli ) Rayonnements diffusés : diaphragmes, grilles, air gap effect

25 Formation physique Propagation rectiligne des rayons X Différence d atténuation des organes traversés L atténuation augmente : quand épaisseur croît, quand densité plus grande,quand diminue l énergie du rayonnement Contraste d épaisseur : opacité varie avec l épaisseur Contraste de nature : même épaisseur, mais nature différente

26 Radiographie «normale»

27 Formation géométrique Projection conique : foyer ponctuel par approximation Faisceau conique : diaphragme etc. Coefficient d agrandissement

28 Formation géométrique déformation-distorsion Rayon central perpendiculaire au centre du récepteur Structures planes et parallèles au récepteur : agrandissement simple Structures obliques : déformation Rayon oblique par rapport au plan du récepteur Déformation complexe

29 Formation géométrique projection plane image plane d un volume hétérogène Superposition d images de stuctures différentes : nécessité de plusieurs incidences pour distinguer la situation respective des structures Superposition d images de structures complexes:enchevêtrement de lignes Sommation des images : petits objets estompés, surtout si peu de contraste

30 Formation géométrique Loi des tangences : image de «bord» si rayonnement tangentiel à la surface de l objet

31 Agrandissement

32 Agrandissement d objets de même taille

33 Agrandissement de l image

34 Déformation de l image

35 Projection d un carré

36 Projection d un objet complexe

37 Les trois flous

38 Flou cinétique

39 Flou cinétique Diminuer le temps de pose Fixer le malade

40 Flou géométrique

41 Flou géométrique et projection du foyer

42 Flou géométrique Diminuer la taille du foyer Rapprocher l objet du film Augmenter la distance tube-film

43 Flou du récepteur Couple écrans-film Amplificateur de luminance

44 Addition des flous C est le flou le plus important qui compte Flou total : Vfg²+fc²+fe²

45 Rayonnement diffusé : l antidiffusion Localisateurs et diaphragmes Compression du malade Air gap effect Grilles anti-diffusantes : fines, potter Rapport de grille : r=h/d

46 Localisateurs

47 Air gap effect

48 Grille anti-diffusante

49 Rapport de grille anti-diffusante

50 L objet Différences d atténuation des tissus : les contrastes Création de l image radiante Le contraste radiologique Haute tension:atténuation moins grande,compression des coefficients d atténuation,augmentation du diffusé (grilles de haut rapport), diminution du temps de pose, diminution des doses

51 Atténuation par l objet

52 Les différentes densités radiographiques Echelle du blanc au noir, fonction de l absorption différente des rayons X Molécules à atomes lourds : calcium, iode, baryum Plage plus ou moins blanche (densité calcique) Densité hydrique : gris clair Densité graisseuse : gris foncé Densité aérique : noir

53 Les quatre contrastes radiologiques Influence du milieu de référence calcium eau huile air

54 Les quatre contrastes radiologiques air air huile eau eau

55 Relativité des différentes densités radiologiques Visibilité dépend du milieu de référence Exemple : Métastase hépatique hydrique dans foie hydrique : non visible sur cliché abdomen sans préparation Métastase pulmonaire hydrique dans poumons aériques : visible sur le cliché de thorax

56 Absorption dépend de l épaisseur du milieu traversé Petite scissure parallèle au rayon directeur : Epaisseur d eau de plusieurs centimètres visible Grande scissure perpendiculaire au rayon traversé : Epaisseur d un millimètre d eau non visible

57 Image de ligne sur une radiographie Double variation brusque des densités Exemple : Les scissures pulmonaires avec un rayon directeur parallèle à la scissure

58 Signe de la silhouette 1. Deux structures de densité identique dans des plans différents Conservation de leurs contours Masse ou opacité postérieure à la masse cardiaque 2. Deux structures de densité identique dans le même plan Eau dans l eau, bord invisible Opacité pulmonaire au contact du cœur (thorax face) Coupoles diaphragmatiques droite et gauche sur un cliché de thorax de profil.

59 Signe de la silhouette

60 Signe de la silhouette

61 Image de bord sur une radiographie Brusque variation d absorption entre deux milieux Abord tangentiel de cette zone par le rayon directeur Exemple : contour inférieur des seins sur un cliché de thorax de face.

62 Image de bord : variation brutale de densité et abord tangentiel

63 Quelques définitions techniques Rayon directeur : ligne passant par le centre du faisceau vers le centre du film Incidence antéro-postérieure et incidence postéro-antérieure Oblique antérieur droit (OAD) : épaule droite contre la cassette Position couchée : décubitus, procubitus Décubitus latéral : gauche ou droit

64 La règle de la superposition des plans Sur un cliché de thorax de face en postéro-antérieur : Rachis dorsal Médiastin postérieure et aorte descendante Cœur et aorte ascendante Sternum

65 Quelques exemples d artéfacts Boutons sur un vêtement Produit de contraste sur la table de radio Natte dans les cheveux Détérioration de la cassette ou des écrans

66 Sémiologie en radiographie standard Augmentation de densité ou opacité : zone blanche Calcul rénal Phlébolithe Hyperclarté : zone plus sombre Emphysème Image lacunaire ou image de soustraction, dans un organe creux : Cancer gastrique A distinguer d une compression extrinsèque Produit de contraste

67 Thorax de face debout

68 Thorax de profil

69 Condensation ou opacité Eau dans l air

70 Hyperclarté

71 Hyperclarté, lyse

72 Produit de contraste iodé

73 Sémiologie en radiographie standard Image d addition (ou niche) : Ulcère de l estomac Image hydro-aérique : Niveau horizontal surmonté par une clarté aérique Rayon directeur obligatoirement horizontal Poche à air gastrique

74 Images d addition

75 Image d addition

76 Images de soustraction

77 Image de soustraction

78 Coupoles diaphragmatiques debout

79 Images hydro-aériques

80 Parallélisme au trait de fracture

81 Opacité Décubitus dorsal debout

82 Le pouvoir de résolution Pouvoir de distinguer deux objets l un de l autre (pouvoir séparateur) Evalué en paire de lignes par cm Utilisation de mires pour le mesurer Exemple : Amplificateur de luminance : 40 pl/cm Radiographie : 60 pl/cm

83 Résolution spatiale ou pouvoir séparateur : la mire

84 Résolution en contraste Différence de noircissement entre régions voisines Fonction de transfert en modulation (courbe définition contraste) Schématiquement, et c est une évidence, il est plus facile de reconnaître une différence de contraste (de densité, d atténuation) pour deux objets volumineux.

85 Critères de choix des constantes 1. Réglage de la tension du tube Plus l énergie est élevée (tension), plus le rayonnement est pénétrant Pénétration et contraste 2. Réglage des mas Agit sur le nombre de photons reçus par le récepteur Film sur ou sous exposé Noircissement E = KV P x mas E = exposition P = varie de 3 à 5 en fonction du récepteur (sans écrans, écrans) avec kv entre 50 et 120

86 Transfert de modulation

87 Influence de la tension sur le contraste Pénétration des rayons X augmente Le contraste d objet diminue de largeur Donc, diminution du contraste entre les différentes opacités du sujet Augmentation du rayonnement diffusé

88 Utilisation de la basse tension Effet photo-électrique prédominant Contraste maximum Produits de contraste iodés Dose importante Parties molles,seins,os.

89 Utilisation de la haute tension Effet Compton prédominant Ecrasement des contrastes Traversée de la baryte Faible dose et diminution du temps de pose Thorax, radiographies du tube digestif

90 Posemètres ou exposeurs automatiques (chambres d ionisation) Objectifs : Bien sûr, disparition des aléas de qualité du cliché Mais aussi : Charge optimale du tube Temps de pose minimal Conditions : Mesurer quantité de rayons X sur le film Arrêter le fonctionnement du générateur, quand la quantité est suffisante Devant la cassette et sans faire d ombre

91 Exposeurs automatiques Notion de dominante Dominante : région anatomique de l intérêt principal du cliché Exemples : - les deux poumons - le rachis - l estomac, Attention au centrage précis du posemètre sur la région examinée Aujourd hui, automatisation complète avec programmation anatomique.

92 Exposeurs automatiques : notion de dominante

93 Exposeurs automatiques ; charge décroissante

94 La recherche constante du compromis Plus de résolution spatiale ou plus de résolution. Attention à l irradiation Trouver le meilleur compromis pour le diagnostic As low as reasonably achievable

95 Récepteurs de l image radiante Films sans écran Films avec écrans renforçateurs Ecrans phospho-luminescents Capteurs plans

96 Formation de l image radiologique Conventionnelle Numérique Résolution spatiale Résolution en densité

97 Exemples de statifs Table télécommandée

98 Exemples de statifs

99 Exemples de statifs

100 Exemples de statifs

101 Appareil de radiographie au lit