Scanner X. Intervenant : E. Baudrier baudrier@unistra.fr

Documents pareils
Les rayons X. Olivier Ernst

Interactions des rayonnements avec la matière

- I - Fonctionnement d'un détecteur γ de scintillation

Objectifs pédagogiques : spectrophotomètre Décrire les procédures d entretien d un spectrophotomètre Savoir changer l ampoule d un

DIFFRACTion des ondes

Séquence 9. Étudiez le chapitre 11 de physique des «Notions fondamentales» : Physique : Dispersion de la lumière

DIPLÔME INTERUNIVERSITAIRE D ECHOGRAPHIE. Examen du Tronc Commun sous forme de QCM. Janvier h à 16 h

Application à l astrophysique ACTIVITE

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

Les bases physiques de l'imagerie radiologique

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points)

Les atouts et faiblesses des caméras TEP dédiées, TEP corps entier, TEP-CT, TEMP pour la quantification

Professeur Eva PEBAY-PEYROULA

Simulation d'un examen anthropomorphique en imagerie TEMP à l iode 131 par simulation Monte Carlo GATE

PRINCIPE MICROSCOPIE CONFOCALE

Correction ex feuille Etoiles-Spectres.

Rayonnements dans l univers

La spectrophotométrie

Dr E. CHEVRET UE Aperçu général sur l architecture et les fonctions cellulaires

Semi-conducteurs. 1 Montage expérimental. Expérience n 29

TP 2: LES SPECTRES, MESSAGES DE LA LUMIERE

LE COSMODETECTEUR : UN EXEMPLE DE CHAÎNE DE MESURE

Module HVAC - fonctionnalités

TD 9 Problème à deux corps

Chapitre 11: Réactions nucléaires, radioactivité et fission

Opérateur d analyseurs à fluorescence X portatifs. Livret de renseignements sur la certification et la préparation relatives aux évaluations

Spectrophotométrie - Dilution 1 Dilution et facteur de dilution. 1.1 Mode opératoire :

PLATE-FORME DE MICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE À TRANSMISSION

ANALYSE SPECTRALE. monochromateur

Figure 1 : Diagramme énergétique de la photo émission. E B = hν - E C

Chapitre 6 La lumière des étoiles Physique

PHY113 : Cours de Radioactivité

Niveau 2 nde THEME : L UNIVERS. Programme : BO spécial n 4 du 29/04/10 L UNIVERS

POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux. - Section Orthoptiste / stage i-prépa intensif -

Mise en pratique : Etude de spectres

Physique appliquée à l exposition externe Dosimétrie et radioprotection

Partie Observer : Ondes et matière CHAP 04-ACT/DOC Analyse spectrale : Spectroscopies IR et RMN

Spectrophotomètre double faisceau modèle 6800

pka D UN INDICATEUR COLORE

EPREUVE COMMUNE DE TIPE 2009 partie D ANALYSES RADIOCHIMIQUES ET ISOTOPIQUES : LES TRACEURS RADIOACTIFS

Qu est-ce qui cause ces taches à la surface du Soleil?

Résonance Magnétique Nucléaire : RMN

Chapitre 7. Circuits Magnétiques et Inductance. 7.1 Introduction Production d un champ magnétique

Champ électromagnétique?

Introduction à la physique nucléaire et aux réacteurs nucléaires

SPECTROSCOPIE D ABSORPTION DANS L UV- VISIBLE

MOTO ELECTRIQUE. CPGE / Sciences Industrielles pour l Ingénieur TD06_08 Moto électrique DIAGRAMME DES INTER-ACTEURS UTILISATEUR ENVIRONNEMENT HUMAIN

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

LAMPES FLUORESCENTES BASSE CONSOMMATION A CATHODE FROIDE CCFL

D ETECTEURS L UXMETRE SUR TIGE C OMPTEUR DE FRANGES A FIBRE OPTIQUE. Détecteurs

Panorama de l astronomie. 7. Spectroscopie et applications astrophysiques

ÉPREUVE COMMUNE DE TIPE Partie D. TITRE : Comment s affranchir de la limite de la diffraction en microscopie optique?

INTRODUCTION À LA SPECTROSCOPIE

1STI2D - Les ondes au service de la santé

Microscopie de fluorescence Etat de l art

SAVOIR-FAIRE ET RADIOPROTECTION

ATELIER IMAGEJ. Différentes applications vous sont proposées pour apprendre à utiliser quelques fonctions d ImageJ :

Université de Nice Sophia Antipolis Licence de physique

Chapitre n 6 MASSE ET ÉNERGIE DES NOYAUX

Chapitre 6. Réactions nucléaires. 6.1 Généralités Définitions Lois de conservation

MODULE NATIONAL D ENSEIGNEMENT DE RADIOPROTECTION DU DES DE RADIOLOGIE

Historique. Les radiations nucléaires 1

PHYSIQUE-CHIMIE. Partie I - Spectrophotomètre à réseau

Activité 1 : Rayonnements et absorption par l'atmosphère - Correction

Caractérisations des nanomatériaux par microscopies électroniques

PRODUIRE DES SIGNAUX 1 : LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES, SUPPORT DE CHOIX POUR TRANSMETTRE DES INFORMATIONS

NUAGES INTERSTELLAIRES ET NEBULEUSES

FRANCAIS. Distributé par : QR srl - Via Silvestrini, Verona Italy Tel info@newtom.it

Quelleestlavaleurdel intensitéiaupointm?

Comment réaliser physiquement un ordinateur quantique. Yves LEROYER

Chapitre II PHÉNOMÈNES RADIATIFS: PROPRIÉTÉS D EMISSION. f AB = mc 2 e 2. β 1 k(υ)dυ N

Module d Electricité. 2 ème partie : Electrostatique. Fabrice Sincère (version 3.0.1)

Scanner de film numérique

Chapitre 22 : (Cours) Numérisation, transmission, et stockage de l information

Les impulsions laser sont passées en quarante ans de la

A chaque couleur dans l'air correspond une longueur d'onde.

Microscopie Multiphotonique

Les rayons cosmiques primaires chargés

Le but de la radioprotection est d empêcher ou de réduire les LES PRINCIPES DE LA RADIOPROTECTION

Des ondes ultrasonores pour explorer le corps humain : l échographie

Indicateur d'unité Voyant Marche/Arrêt

Classe : 1 ère STL Enseignement : Mesure et Instrumentation. d une mesure. Titre : mesure de concentration par spectrophotométrie

CHAPITRE IX : Les appareils de mesures électriques

Une nouvelle technique d'analyse : La spectrophotométrie

4.1. Généralités sur la spectroscopie

Jauges nucléaires et sécurité au travail

Panorama de l astronomie

LASER DOPPLER. Cependant elle n est pas encore utilisée en routine mais reste du domaine de la recherche et de l évaluation.

Fluorescent ou phosphorescent?

Sensibilisation à la Sécurité LASER. Aspet, le 26/06/2013

De la physico-chimie à la radiobiologie: nouveaux acquis (I)

par Alain Bonnier, D.Sc.

Origine du courant électrique Constitution d un atome

Elvire Guiot. To cite this version: HAL Id: tel

L ÉLECTROCUTION Intensité Durée Perception des effets 0,5 à 1 ma. Seuil de perception suivant l'état de la peau 8 ma

APPLICATIONS DE L'IMPLANTATION IONIQUE POUR LE BIOMEDICAL

Comment suivre l évolution d une transformation chimique? + S 2 O 8 = I SO 4

UN SYSTÈME POLYVALENT D'IMAGERIE ORL ET DENTAIRE. CS 9300 / CS 9300C

Transcription:

Scanner X Intervenant : E. Baudrier baudrier@unistra.fr

Les rayons X Production des rayons X Interaction avec la matière Détection des rayons X Les scanners X Reconstruction de l image L image

Ondes électromagnétiques Interactions avec la matière : absorption, réflexion, diffusion Énergie des photons : 0.1 à des dizaines de MeV Spectre : λ varie de 0.01nm à 10 nm

L énergie d un photon : E=hν = h c/λ Propriétés Ionisation: dépend de la longueur d onde Permet de mesurer l énergie des rayons X Fluorescence X Diffraction

Principe d un scanner X Production des rayons X Détecteurs

Émission générale Les électrons subissent une force d attraction de la part du noyau (déviation et freinage) La perte d énergie cinétique associée à ce freinage se retrouve dans l émission d un rayonnement L énergie des rayons X dépend de 3 paramètres : 1) L énergie cinétique de l électron 2) L attraction du noyau (sa charge Z) 3) La distance entre l électron et le noyau

Emission caractéristique Par transition électronique dans les couches internes du noyau : Éjection d un électron d une couche profonde Électron d une couche supérieure le «remplace» et émet un rayonnement X Le spectre d énergie des rayons X émis est caractérisque de l atome constituant la cible.

Plusieurs éléments : Générateur Tube à rayons X Collimateur primaire

Tube à rayons X Haute tension (20 à 400KV) entre 2 électrodes 2 phénomènes : rayonnement continu et fluorescence de la cible

Le spectre continue Le faisceau d électrons rencontre la cible solide Les électrons sont freinés et déviés par le champ électrique des noyaux de la cible Création de photons dont le spectre est continu

Le spectre de raies caractéristiques Sous l effet du choc des électrons incidents, certains atomes (Tungstène) de l anode sont ionisés Emission d un rayonnement X caractéristique dépendant du numéro atomique Z de la matière qui constitue l anode (fluorescence X)

Rendement très faible (1%) Grande quantité de chaleur produite Utilisation d anode tournante Système de refroidissement Collimateur primaire : Définit l ouverture du faisceau (40 à 50 degrés) Définit la largeur du faisceau (1 à 10mm)

3 évènements peuvent se produire: Les rayons X traversent sans être affectés oire pour ouvrir l'image ou l'image est endommagée. Redémarrez ché, vous devrez peut-être supprimer l'image avant de la Les rayons X arrêtés Les rayons X sont déviés (diffusion)

oire pour ouvrir l'image ou l'image est endommagée. Redémarrez ché, vous devrez peut-être supprimer l'image avant de la Absorption des rayons X L image radiographique résulte de la différence d atténuation des rayons X dans les différents milieux traversées 3 mécanismes d absorption L effet photo- électrique La diffusion de Compton La production de paires (énergie > 1 022 MeV)

Effet photoélectrique Principe : rayon X absorbé, un électron d une couche profonde est éjecté Résultat : arrêt du rayon X, production d un électron et d un ion positif Probabilité d interaction: proportionnelle à la densité et au numéro atomique des atomes Principal effet pour des tensions < 70KV

Effet Compton Principe : L énergie du rayon X est en partie transmise à un électron superficiel Résultat : le rayon X est dévié avec une énergie plus faible («diffusion»), production d un électron et d un ion positif Probabilité d interaction ne dépend que de la densité Principal effet pour des tensions > 100KV

Importance relative des 3 types de freinage de photons, en fonction de l énergie des photons et du Z de l absorbeur

Différentiel d atténuation entre le muscle (densité = 1, Z = 7.64) et l os (densité = 1.85, Z = 13.8) 1/12 par l effet photoélectrique 1/1.85 par l effet Compton Le contraste diminue progressivement lorsque la tension augmente

Atténuation dans un milieu homogène oire pour ouvrir l'image ou l'image est endommagée. Redémarrez ché, vous devrez peut-être supprimer l'image avant de la I(x) = I 0. e - μ(ρ,z,e0). x I(x) : intensité après atténuation I0 : Intensité au départ μ(ρ,z,e0) : coefficient d atténuation (densité, numéro atomique, énergie des photons) x : épaisseur

Absorption des rayons X par les différents tissus

Collimateur secondaire Les détecteurs Détecteurs à gaz : chambre de ionisation contenant du xénon Détecteurs solides : scintillateur- photodiodes Caractéristiques des détecteurs Efficacité de détection Précision et stabilité Dynamique des mesures

Détecteurs à gaz Chambre : 1000 cellules Cellules : 1mm d épaisseur 30mm de largeur 50mm de profondeur 0.2 à 1.2mm d espacement Efficacité : 50 à 60%

Détecteurs solides Association d un cristal scintillateur et d une photodiode Détecteur 2mm d épaisseur 20mm de largeur 2mm de profondeur 0.3 à 0.6mm espacement Nécessite un recalibrage fréquent Efficacité : 100%

Tomographie : tomos («tranche») et graph («image») Tomodensitométrie Historique Scanner axial Scanner hélicoïdal Scanner multibarrettes

Scanner axial

Scanner axial : Acquisition de coupes et balayage axial Discontinuité des mesures Artefacts engendrés par les mouvements respiratoires

Scanner hélicoïdal :

Scanner hélicoïdal : Développé pour l étude de régions soumises aux mouvements respiratoires ou cardiaques Le faisceau de rayons X décrit une hélice autour du patient Acquisition continue des données Examen en 20s Artefacts respiratoires minimisés Irradiation plus importante

Scanner multibarrettes :

Scanner multibarrettes : Acquisition de plusieurs coupes pour chaque rotation du tube Examen rapide (0.4s / tour) Image haute résolution (< 1mm)

Transformée de Radon (1917) Reconstruire un objet volumique au moyen de la totalité de ses projections Cours de : JP Armspach (traitement d images médicales) Ch. Heinrich (problèmes inverses)

Echelle de Hounsfield : HU = (μ- μ eau ) / μ eau * 1000

Résolution spatiale: < 1mm Artefacts Mouvement du patient Susceptibilité au métal

Image brute Image du log

W.A. Kalender, Computed Tomography, 2000. W.A. Kalender, X- Ray Computed Tomography (review), Phys. Med. Biol., 2006. A. Blum. Scanographie volumique multicoupe. Masson, 2002 Z.- H. Cho, J.P. Jones and M. Singh. Foundations of Medical Imaging. Wiley Interscience, 1993 Documents disponibles sur http://e2phy.in2p3.fr http://www.impactscan.org http://engineering.dartmouth.edu/courses/engs167 Cours du Dr. Paul Barthez http://www2.vet- lyon.fr/ens/imagerie/d1/referentield1.html