UE 10 - Imagerie Médicale

Imagerie médicale

• La présentation porte sur l'imagerie médicale dans le cadre du DFGSO3 – UE10.
• Vanessa Moby, PU-PH à l'université de Lorraine, est la conférencière.

Objectifs du Cours

• Les objectifs du cours comprennent la connaissance des principes des différentes techniques d'imagerie.
• Un autre objectif du cours est la connaissance des indications de prescription des différents examens d'imagerie en fonction du cas clinique.

Introduction

• L'imagerie fait partie intégrante de la sémiologie.
• L'imagerie est un examen complémentaire principal.
• L'imagerie ne remplace pas l'examen clinique.

Différentes Techniques d'Imagerie

• Techniques utilisant des rayonnements ionisants : radiographie (RA), black and white (BW), optical projection topography (OPT), scanner, tomographie volumique à faisceau conique (CBCT), et imagerie nucléaire.
• Techniques utilisant des rayonnements non ionisants : échographie et imagerie par résonance magnétique (IRM).

Comparaison des Techniques d'Imagerie

• Scanner/CBCT : atténuation des rayons X en fonction de la densité tissulaire.
• Imagerie nucléaire : utilisation de traceurs radioactifs.
• IRM : propriétés magnétiques des noyaux des atomes d'hydrogène de l'eau.
• Échographie : visualisation des interfaces acoustiques.

Types d'Imagerie

• Imagerie morphologique : étude de l'anatomie des organes.
• Imagerie fonctionnelle : étude des processus biochimiques, métaboliques et physiologiques.

Résolution Spatiale

• La résolution spatiale est la plus petite distance réelle entre deux points adjacents que le système d'imagerie peut séparer.

Imagerie Morphologique

• L'imagerie morphologique étudie de l'anatomie des organes.
• Une bonne résolution spatiale est importante pour pouvoir discerner des anomalies de petite taille.
• Les différentes méthodes d'imageries morphologiques sont la radiographie, le scanner et l'Imagerie par Réeonance Magnétiques (IRM).

Imagerie Fonctionnelle

• Étude des processus biochimiques, métaboliques et physiologiques.
• Méthodes : scintigraphie (imagerie nucléaire), scanner avec injection de produit de contraste, IRM fonctionnelle.
• L'imagerie nucléaire a une mauvaise résolution spatiale.

Le Scanner

• Le scanner, aussi appelé tomodensitométrie, fonctionne sur le principe de l'atténuation plus ou moins importante des rayons X en fonction de la densité des tissus traversés.
• Les rayons X sont captés par des détecteurs qui tournent autour du patient.
• Le scanner réalise des images en coupe du corps humain qui peuvent être reconstruites en 3D dans un second temps.

Types d'Images en Scanner

• Hypodense(noir).
• Isodense(gris).
• Hyperdense(blanc).

Caractéristiques du Scanner

• Résolution spatiale : 400-600μm.
• Fort flux de photons : bonne résolution en densité (contraste).
• Augmentation de la résolution en densité possible par injection de produits de contraste.
• Visualisation des tissus durs et mous.
• Dosimétrie élevée : 500 à 800 µSv pour un scanner maxillaire.

CBCT(Cone Beam Computed Tomography)

• Alternative au scanner standard.
• CBCT signifie Cone Beam Computed Tomography(Tomographie volumique à faisceau conique en français).

Principes du CBCT

• Rotation autour de la tête du patient d'un bras portant un tube émetteur du faisceau de Rx d'un côté et un capteur de l'autre.
• Les projections coniques captées par le détecteur sont combinées par logiciel pour une reconstruction directe du volume tridimensionnel.
• Le CBCT permet d'acquérir directement une région anatomique définie en volume et non pas en coupes.

Caractéristiques du CBCT

• Dose d'irradiation : 20 à 150μSv en fonction du type d'appareil et de la taille du champ.
• Résolution spatiale: 70-250μm.
• Bonne visibilité des structures calcifiées (os, dentine).
• Les tissus mous sont peu différenciés.
• il faut une immobilité absolue lors de l'examen.

CBCT et Densité

• La corticale est hyperdense (blanche) avec des contours nets.
• La médullaire est isodense (grise).
• Les cavités sont remplies d'air et donc hypodenses (noires).
• Les tissus mous sont ininterprtables.

IRM (Imagerie par résonance magnétique)

• Technique d'imagerie morphologique et fonctionnelle.
• N'utilise pas de rayonnements ionisants, donc non irradiante.
• Technique non invasive basée sur la résonance des protons.
• La résonance se fait au niveau des noyaux des atomes d'hydrogène dans l'eau et les graisses des tissus biologiques.

Caractéristiques de l'IRM

• Utilise un champ magnétique puissant.
• Résolution spatiale proche de celle du scanner (500μm).
• Meilleure résolution en densité que le scanner.
• Permet l'étude des tissus mous dont l'ATM au niveau du disque articulaire.

Indications de l'IRM

• Diagnostic de tumeurs cancéreuses.
• Visualisation des éléments musculaires, ligamentaires et vasculaires.
• Détection des épanchements articulaires.
• Excellente visibilité du disque articulaire (ATM) dans tous les plans.
• C'est la méthode la plus performante pour étudier l'anatomie normale ou pathologique du disque articulaire.

IRM des Glandes Salivaires

• L'IRM donne de bons résultats dans l’exam des glandes salivaires

IRM et Luxations du Disque Articulaire

• La luxation discale réductibe se voit bouche fermé et ouverte, tandis que les luxations irréductibles seront plicaturées.

Fonctionnement Pratique de l'IRM

• Le patient est allongé sur un lit d'examen mobile et rentre dans le tunnel de l'aimant.
• L'aimant dégage un champ magnétique permanent puissant et homogène qui va orienter les atomes d'hydrogène selon un axe donné.
• Des antennes (incluses dans l'aimant) délivrent par impulsion des ondes de radiofréquence modifiant l'orientation des protons.
• Les ondes de radiofréquence sont modulées selon ce que l'on souhaite observer et les protons vont ensuite revenir à leur état initial, restituant de l'énergie.
• L'énergie est captée par les antennes.

Analyse des Signaux en IRM

• L'analyse des différents signaux produit une image dont les informations varient en fonction de la technique utilisée.
• Les types de séquences les plus fréquentes sont les séquences pondérées en T1 et T2.

Types d'Images en IRM

• Séquences pondérées en T1.
• Hyposignal (noir) : sinus, méat acoustique externe, os cortical.
• Hypersignal (blanc): os médullaire.
• Signal intermédiaire.

Principe Théorique de l'IRM

• L'IRM fonctionne par les interactions entre les moments magnétiques des noyaux des atomes constitutifs des milieux biologiques et des champs magnétiques externes.
• Le proton qui constitue le noyau de l'atome d'hydrogène possède un moment magnétique appelé spin qui se comporte comme un petit aimant orienté par un champ magnétique puissant.
• Une combinaison d'ondes électromagnétiques (EM) modifie l'orientation des spins qui reviennent ensuite à leur position d'origine en émettant des signaux EM captés pour l'imagerie.

Contre-Indications de l'IRM

• Porteurs de pace-maker.
• Porteurs d'appareils ferro-magnétiques qui peuvent chauffer.

Imagerie Nucléaire: Introduction

• Deux utilisations : diagnostic et traitement (radiothérapie ciblée).
• Très mauvaise résolution spatiale.
• But : donner une information fonctionnelle et localiser les zones de dysfonctionnements.

Indications de l'Imagerie Nucléaire

• Quelques indications au niveau de la sphère oro-faciale : métastases osseuses et anomalies de fonctionnement au niveau des glandes salivaires.

Radioactivité : Rappels

• La radioactivité est un phénomène physique naturel de désintégration de noyaux atomiques instables en noyaux plus stables.
• Elle s'accompagne d'un dégagement d'énergie sous forme de rayonnements divers, dont les rayonnements bêta(β) et gamma (γ) qui sont utilisés en médecine.

Photons Gamma

• Les photons gamma (γ) : particules neutres sans charge électrique, rayonnement électromagnétique de très haute fréquence.

Principe Général de l'Imagerie Nucléaire

• Administration en intraveineuse(IV) d'une molécule marquée avec un isotope radioactif, fixation préférentielle sur un organe, et analyse des rayons émis par une gamma caméra couplée à un ordinateur.
• La technique n'est pas traumatique.

Notion de Traceurs en Imagerie Nucléaire

• Autre nom : radio-pharmaceutique.
• Un radiotraceur est composé d'une molécule porteuse appelée vecteur et d'un isotope radioactif marqueur.

Vecteur dans un Radiotraceur

• Partie « froide » non radioactive qui détermine le devenir biologique du radiotraceur.

Isotope dans un Radiotraceur

• Partie radioactive qui émet un rayonnement permettant la détection du traceur.

Propriétés d'un Radiotraceur

• Être spécifique d'un organe, d'une fonction ou d'une pathologie étudiée (ex : métabolisme osseux ou tumeur).
• Ne pas être toxique sur le plan biologique et radiotoxicologique.
• Être utilisé en très faible quantité pour ne pas modifier le métabolisme de l'organe étudié.
• Émettre un rayonnement qui présente le plus d'innocuité possible.

Autres Propriétés d'un Radiotraceur

• Participation au métabolisme cellulaire
• Avoir une cinétique équivalente à la substance mère
• Affinité sélective pour des récepteurs
• Avoir une durée de vie dans l'organisme courte mais suffisante pour permettre une observation physiologique

Isotopes Radioactifs en Médecine Nucléaire

• Deux types sont utilisés : les émetteurs gamma (γ) pour la tomographie par Émission MonoPhotonique ou TEMP (scintigraphie), et les émetteurs bêta plus (β+) pour la tomographie par Émission de Positons ou TEP.
• Les émetteurs bêta plus (β+) donnent naissance à l'émission de photons gamma.

TEMP (Tomographie d'Émission MonoPhotonique)

• Aussi appelée tomoscintigraphie, SPECT en anglais (Single Photon Emission Computed Tomography).
• Principe : détection de radioisotopes émetteurs de rayonnements gamma par une gamma-caméra composée de scintillateurs.

Principe de Fonctionnement de la TEMP

• Rotation de la caméra autour du patient et enregistrement des rayonnements gamma émis sur 360° pour générer des images de projection et des coupes multi-axiales.
• Le but est de convertir chaque photon incident en un signal mesurable, proportionnel à l'énergie.

Vue D'ensemble de la TEMP

• Les éléments sont un calculateur de position et d’énergie, un image qui sort sur l’écran, et un traitement de l’information.

Le Collimateur

• Est présent pour une désintégration gamma ou des directions aléatoires.
• Doit fonctionner donc sous collimation (sélection).

Collimateur au Plomb

• Une plaque percé de trous.
• Il fait la sélection des rayonnements provenant d'une unique direction.

Photomultiplicateur

• La lumière va transformer les rayons de la caméra en signal lumineux pour former le signal électrique.

Les Bases Physiques de la Détection

• L’effet photo-électrique est en médecine nucléaire pour détecter.

Conséquence

• L’électron est expulsé et le photon de lumière et fluorescence est émis.

Cristal

• L’effet photo-électrique à lieu et il y’aura un renvoie en avant dans la lumière de détection.

Utilité du TEMP

• Complémentaire à l'imagerie morphologique et apporte des données fonctionnelles.
• Cet examen dégage une énergie du photon.

Inconvénients Du TEMP

• Résolution Spacial
• Émission d’un seul photon.
• technique non quantitative
• Localisation difficile des traceurs.

Molécules Isotopes

• Plusieurs molécules en médecine ne sont pas biologique, comme le technétium, Iode etc…

La Période pour la radioactivity est longue.

• Isotope est assez longue dans le corps.

Couplage Dans les Scintigraphies des Glandes Salivaires

• 99mTC est secret dans les glandes et peut être visualiser en cas d'impairement glandulaire.

Quelques Indication Pour l'Imagerie De Scintigraphie

• Hypo, asilaie, lithiase, parotidie, tumeur des glandes salivaires.
• Lors d'une hyposialile, le produit radioactif ne peut être éliminer

Imagerie Nucléaire : Tomographie par Émission de Positons (TEP)

• TEP est un autre nom, TEP est (PET EN ANGLAIS):Tomographie d'émission de positons *TEP (Tomographie par Émission de Positons).
• Principe: Détection simultanée de doublets de photons
• Les Isotopes sont des émetteurs de Β*
• Les + utilisées:18F, 150, 13N, 11C
• La vie courte est de 2 mine 2h et
• Le Fluor (18F): un des radio-isotopes les plus utilisés en TEP
• Fluorodésoxyglucose (FDG) est un autre examens utilisés.
• FDG marqué 18F-18F-FDG : 90 % des radiopharmaceutiques utilisés en TEP

Étapes Pour Faire un Imagerie Nucléaire

• Tout commence par la production des isotopes radioactifs, incorporation des radioisotopes(R Isotopes) par dans des molécules.
• L'injection du traceur et l'acquisition des données pour le traitement et leur interprétations.
• Detection Du signal et valeurs locales de radio activités transformé en paramètres.

Bases Physiques de la TEP

• Le radiotrace est injecté dans e IV.
• Il se dézingre et l 'émission est de 2, un rayonnement β* et un anté électron.
• Traverse 100aines de μm à mma

La détection

• L’EC va s’ionises et excitée la matière.
• S’union avec le B -Va être en ligne droite et opposées traversant les tissus .

Bases Physiques Des Détéctions

• Tout ça sous un même champ en le cercle.

Avantages Du TEP

• Les Avantages des scan est une localisation du traceur très précise et il est quantitatif.

Limitation Du TEP

• Technique complexe, et coûteuse.
• Moin disponible a l'hôpital.

Temp VS TEP

• Temp VS TEP Les radiations émie different.
• gamma VS positron.
• Différence entre Temp et TEP est le type d'échographie.
• La machine ne sera pas la même pour détecter les radiations.

Imagerie Nucléaire Résumer

• But de l'imagerie est fonctionnelle.
• L'Imagerie Nucléaire utilise des radiothérapies invasives.
• Avantages et de ne pas avoir de technique traumatique.

Principe Général de l'Imageries Résumé

• Injection et distribution acquisition pour le final

Radiotraceur Résumer

• Molécule avec isotopes Radioactif.

Distinction Temp TEp

• Tomographie par radiothérapie
• Détection radioactif en la radiothérapie.

Avantages et Inconvénienta Resumer

• Voir slide dans ce cas

Echographie

• Principe dans la médecine et le son et à partie s'en va et refléter.

Principe Du Son

• Un partie est absorber, d'autre refléter comme le sonar.

Analyse de le Structure

• Se réfère à son analyse et interpréter.

Interface dans le corp

• l'interface doit réfléter un interface acoustique pour avoir une image en interprétation.

Onde Sonnr

• Va ce séparé, va transférer une structure comme un miroir.

3 Pistes Pour l'interface Des tissus

• 1e et 2e Option une traverse le tissus ou non.
• Le premier est un liquide homogène (noir)Et L’autre ne traverse pas le tissu(BLANC
• La 3e est hétérogène et dépendant de la caractéristique de l'Impédance du son.

Images Typique

• Les tumeurs des image sont hypoéchogènes, mais le reste des cellules sera hyperéchogènes.

Glandes parotide Physiologique

• L'image va montrer la glande.

En Général ces Tissus

• Sont hypo echigenes et hyper sur la parois.

Orientation

• Les images permettrons ce qu'il faut faire.

Présentation sur l'imagerie médicale dans le cadre du DFGSO3 – UE10. Les objectifs sont la connaissance des principes et des indications des techniques d'imagerie. L'imagerie est un examen complémentaire principal qui fait partie intégrante de la sémiologie.