Scanners CT

Qu'est-ce que la tomographie assistée par ordinateur (TAO) ?

La tomodensitométrie(CT) (également connue sous le nom de tomographie informatisée) a été la première dans son domaine en tant que méthode radiologique non invasive qui permet aux professionnels de la santé de visualiser l'intérieur du corps humain dans son intégralité sans avoir besoin d'une structure adjacente. Les tomodensitogrammes présentent un avantage plus important que les radiographies conventionnelles : Lorsqu'on scanne le corps humain d'un seul côté avec une radiographie conventionnelle, les tissus mous et les organes peuvent être cachés derrière les os plus denses. Cependant, avec les tomodensitomètres, les professionnels de la santé peuvent prendre plusieurs radiographies dans différentes directions pour recueillir des informations beaucoup plus détaillées et utiles.

Pour atteindre différents objectifs, les fabricants modifient la structure des tomodensitomètres. Cependant, en général, tous les tomodensitomètres sont similaires et se composent d'un portique de balayage, d'un tube à rayons X, d'un système informatique et d'une console de visualisation pour le radiologue.

Procédure de tomodensitométrie

Lors d'un scanner, plusieurs réseaux de rayons X traversent le corps du patient dans plusieurs directions pour produire un scan qui donne des informations sur l'intérieur et la profondeur du corps humain. Ces rayons traversent une région spécifique appelée tranche, et un réseau de détecteurs situé de l'autre côté du corps du patient enregistre ces rayons X.

Il existe deux mécanismes différents par lesquels les tomodensitomètres obtiennent les résultats souhaités.

1. Le scanner à faisceau conique est relativement nouveau par rapport aux autres. Les tomodensitomètres à faisceau conique utilisent un rayon détecteur à surface plate et tournent généralement autour du patient en moins de 240°.
2. Le scanner à faisceau en éventail est un mécanisme plus ancien et on le trouve plus souvent dans la physique médicale d'aujourd'hui. C'est pourquoi nous nous concentrons sur les tomodensitomètres à faisceau en éventail dans cette explication.

Le graphique ci-dessus montre comment un tomodensitomètre fonctionne pour réaliser des scans sous plusieurs angles. Examinons le fonctionnement d'un tomodensitomètre étape par étape.

1. Le patient s'allonge sur un lit placé au milieu du scanner.
2. Le tube à rayons X et les détecteurs commencent à tourner ensemble autour du corps du patient.
3. Le tube à rayons X produit des faisceaux de rayons X qui traversent la tranche et atteignent les détecteurs situés de l'autre côté du patient.
4. Le réseau de détecteurs enregistre les rayons X. L'atténuation (absorption) du faisceau de rayons X lorsqu'il pénètre dans le corps humain est ce qui crée le contraste dans l'imagerie par tomodensitométrie. Une gamme d'énergie de 20 à 150 kiloélectronvolts est utilisée pour la technique d'imagerie diagnostique.
5. Lorsque le mécanisme tourne autour du patient, plusieurs images sont prises dos à dos.
6. L'ordinateur utilisé traite l'image en fonction de l'absorption des rayons X pour former une image détaillée.

Le coefficient d'atténuation linéaire moyen

Le contraste de l'image dépend de l'intensité du faisceau de rayons X qui atteint le détecteur, qui dépend ensuite du nombre de rayons absorbés sur leur chemin vers le détecteur. Cette soi-disant absorption est liée au coefficient d'atténuation linéaire moyen. Celui-ci peut être exprimé mathématiquement comme suit :

\[I = I_0 \cdot e^{-\mu x}\]

_I0 est l'intensité initiale du faisceau de rayons X, µ est le coefficient d'atténuation linéaire et I est l'intensité du faisceau de rayons X après avoir traversé un matériau d'une profondeur de x centimètres.

Habituellement, lorsque les rayons X sont utilisés dans les diagnostics, le muscle a un coefficient d'atténuation linéaire d'environ 0,^180m-1. Si nous réarrangeons l'équation et que nous introduisons le coefficient d'atténuation linéaire du muscle pour chaque centimètre, nous obtenons :

\[\frac{I}{I_0} = e^{-\mu x} = e^{-0,180 \cdot 1} = 0,835\].

Si tu fais le même calcul pour le sang et les os, tu obtiendras 0,837 pour le sang et 0,619 pour les os. Comme tu peux le constater, les résultats pour le sang et les muscles ne diffèrent pas beaucoup. Donc, pour avoir un meilleur contraste entre le sang et le muscle, un produit de contraste avec de l'iode peut être introduit dans le corps du patient pour pointer les vaisseaux sanguins dans le résultat final.

Avantages et inconvénients des tomodensitomètres

Les tomodensitomètres présentent de nombreux avantages en matière de physique médicale. L'un des avantages est la capacité du scanner à montrer de très petits détails avec des différences de densité inférieures à un pour cent.

Mais malgré les avantages, les tomodensitomètres présentent certains inconvénients qu'il faut garder à l'esprit. Examinons le tableau ci-dessous pour comparer les avantages et les inconvénients des tomodensitomètres.

Applications des tomodensitomètres

Les tomodensitogrammes sont utilisés à diverses fins en physique médicale. Voici quelques-unes de ces utilisations :

• Localiser les infections dans le corps humain.
• Diagnostiquer les maladies vasculaires, les problèmes de la colonne vertébrale et les blessures qui endommagent les os.
• Déterminer les blessures internes causées par des traumatismes ou des accidents et localiser les différents types de cancer.
• Aider aux biopsies et à d'autres processus de physique médicale.