[PDF] BASES PHYSIQUES DE LA RADIOLOGIE AUX RAYONS X

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LE SCANNER MEDICAL

DR ABDOULAYE TAYE

UNIVERSITE ALIOUNE DIOP DE BAMBEY

PRESENTATION AU SEMINAIRE DU JEUDI 15 AVIL 2014

PLAN GENERAL

OBJECTIFS

INTRODUCTION

NATURE, PRORIETES ET PRODUCTION DES RAYONS X

CONSTITUTION ET FONCTIONNEMENT D'UN TUBE A RAYON y

FORMATION DE L'IMAGE

LE SCANNER MEDICAL

PARAMETRES D'ACYUISITION ET DE RECONSTRUCTION

INTRODUCTION

INTRODUCTION

fonctionnementdel'appareilscanner.

BASES PHYSIQUES DE LA TOMODENSITOMETRIE

fondamentaux: faisceaudeRX,àlasortiedutube,estrendu danslamatière. I : intensité du faisceau de RX après traversée d'une épaisseur x de matière,

Io : intensité initiale du faisceau de RX,

x : épaisseur de matériau traversé µ : coefficient d'absorption linéaire du matériau traversé (exprimé en cm-1)

BASES PHYSIQUES DE LA TOMODENSITOMETRIE

suivantes:

Air = -1000

Graisse = - 60 à - 120

Eau = 0

Os = + 1000.

Ainsi, on définit l'indice Hounsfield (IH) par la formule mathématique suivante:

BASES PHYSIQUES DE LA TOMODENSITOMETRIE

2°L'imagedelacouped'unobjet

irradiéparunfaisceaufindeRX,est reconstituéeàpartird'ungrand nombredemesuresducoefficient d'atténuation,effectuéesselon diversesincidences.Onrecueilleainsi touteslesdonnées,quiproviennent grâceauxdétecteurs.Al'aided'un calculateur,onattribueauxsurfaces partirdesdonnéesprojetéessurune matricedereconstruction,unetonalité plusoumoinsimportanteenfonction descoefficientsd'atténuation.

BASES PHYSIQUES DE LA TOMODENSITOMETRIE

Le scanner X, étudie l'atténuation d'un faisceau de rayons X, au cours de la traversée d'un segment du corps. Toutefois, plusieurs éléments le différencient de la radiologie classique : L'étude de l'atténuation se fait sur un faisceau de rayons X étroit, défini par une collimation portant à la fois sur le faisceau et le détecteur de rayons X. Les détecteurs étaient faits de cristaux à scintillation ou de chambres d'ionisation permettant de quantifier l'atténuation du faisceau de RX. Actuellement, les détecteurs à semi-conducteurs ont pris le dessus dans la technologie des détecteurs des scanners hélicoïdaux, donnant une bien meilleure réponse : Plus de 90% de l'information est restituée pour des détecteurs à semi-conducteurs Et un rendement de 50 à 90 % pour les détecteurs à gaz (chambre d'ionisation au Xe).

BASES PHYSIQUES DE LA TOMODENSITOMETRIE

BASES PHYSIQUES DE LA TOMODENSITOMETRIE

En fonction des chiffres périphériques d'absorption (Figure 1.3. a), l'ordinateur calcule les différentes densités rencontrées par le

rayonnement dans chaque unité de volume (Voxel), la projection étant le pixel, (Figure 1.3. b).

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

Celui-cicontientuntubeàrayonsXqui

10millimètresetquivatournerautour

dupatient.Enfacedutubesontdisposés desmilliersdedétecteursquivont quiatraversélecorps.

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

L'image est modĠlisĠe par une matrice.

LA CHAINE SCANNOGRAPHIQUE

LA CHAINE SCANNOGRAPHIQUE

Lachainescannographiquecomporte:

oudedonnées -UntubederayonsXproduitlepinceau derayonsXquisepropageselonunaxe dit͞adžededĠtection". -Desdétecteursélectroniques recueillentlerayonnementrésiduel et,parcomparaisonavecun rayonnementtémoin,mesurent l'attĠnuationdesrayonsXdansl'adžedu pinceau.Lesdétecteursconvertissent lessignauxdesrayonsXensignaux

électriqueseux-mêmesconvertisen

informationsnumériquesexploitables parlesprogrammesdel'ordinateur.

LA CHAINE SCANNOGRAPHIQUE

deprojectionɲ(Figure2.2).

LA CHAINE SCANNOGRAPHIQUE

LA CHAINE SCANNOGRAPHIQUE

informationsconcernantlepatient.

LA CHAINE SCANNOGRAPHIQUE

transforméedeRadonoudeFourier. a)MéthodedelatransforméedeRadon. formulesuivante:

LA CHAINE SCANNOGRAPHIQUE

Io est l'intensité du faisceau sans l'objet

y' est la distance sur l'axe du faisceau. En linéarisant l'équation 1 ci-dessus, on obtient les données suivantes : Pour un objet µ(x,y) vu sous un angle q, par un faisceau étroit de RX, selon la direction x' à la distance t de l'axe Ox', direction de propagation du faisceau, t est exprimé par : t = x cosq + y sinq . La deuxième équation est résolue pour déterminer la fonction µ(x,y), sa résolution se fait analytiquement en utilisant sur les machines CT la rétro projection filtrée. La transformée de Radon a permis en 1917 de résoudre ce genre d'équation. Actuellement, on utilise des méthodes de convolution pour retrouver µ(x,y). La reconstruction s'effectue en deux temps :

LA CHAINE SCANNOGRAPHIQUE

Une première convolution des projections avec un Kernel g Une rétro projection pour obtenir l'image. On a donc l'équation de convolution de g par P(t, q) : est rétro-projeté pour obtenir la distribution spatiale des coefficients linéaires d'atténuations µ(x,y). b) Méthode de la transformée de Fourier. L'idée est une reconstruction 2D de la transformée de Fourrier de l'image sous forme de projection, suivie d'un filtrage et de la transformée inverse pour obtenir l'image finale. Une méthode utilisant la transformée de Fourier 1D, a été mise en place. Elle consiste en une transformation de chaque projection, suivie d'une reconstruction ou rétro-projection dans le domaine fréquentiel, puis d'un filtrage et de la transformée inverse pour obtenir l'image voulue.

LA CHAINE SCANNOGRAPHIQUE

Unsystèmedevisualisationdel'image

(jusqu'à1024X1024pixels).

LA CHAINE SCANNOGRAPHIQUE

Fenêtreetniveaux

surfaceetsurtoutdedensité.

PRINCIPE DE MESURE ET DE CALCUL MATHEMATIQUE

LA CHAINE SCANNOGRAPHIQUE

Unsystèmedecommande

systèmedecommandes.

LES RISYUES DE L'EyPOSITION

Lesrisquesàl'edžamen

DesrayonsX:Ilssontsansdangerdu

précautionsserontpriseschezles femmesenceintes.

Duproduitdecontraste:Uneréaction

allergiquepeutseproduire,maisreste l'iode,descomprimésdonnéslaveille etlejourdel'examenlimiterontla réaction.

Ci-contre:lesorganesplusoumoins

sensiblesauxrayonsX. Bleue = faible sensibilité rouge = sensibilité moyenne jaune = forte sensibilité

HISTORIQUE: EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES

générationsdemodèlesdescanner: tempsd'acquisitiondeplusieursminutes)

HISTORIQUE: EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES

ducorpsquepourcelledelatête.

HISTORIQUE: EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES

rotationautourdel'objet.Dufaitquecette scannersPhilips.

HISTORIQUE: EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES

machinesde3iemegénération. centralestutilisé.

HISTORIQUE: EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES

rechercheseffectuéesdansledomainede continue.

HISTORIQUE: EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES

àremplacerlestechniquesinvasives.

HISTORIQUE: EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES

HISTORIQUE: EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES

CONCLUSION

l'irradiation.quotesdbs_dbs26.pdfusesText_32

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