Notre première introduction à l’imagerie médicale se produit lorsqu’un médecin nous demande de passer une radiographie ou un scan pour enquêter sur une blessure, une douleur ou un symptôme qui ne peut autrement être expliqué. Nous pouvons être dépassés quand nous voyons à quel point certains équipements sont compliqués, volumineux et bruyants.
De nombreux types d’examens peuvent être effectués pour étudier les conditions et les blessures. Parfois, plus d’une des techniques d’imagerie médicale suivantes est nécessaire pour permettre aux médecins d’offrir les meilleurs conseils sur les options de traitement.
« rayons X » ou radiographie plane
C’est encore la forme d’imagerie médicale la plus courante, la plus répandue et la plus simple, souvent utilisée pour voir un os cassé. Les rayons X sont en fait des photons, ou de minuscules paquets d’énergie (appelés rayonnements ionisants) et font partie du spectre électromagnétique (tout comme la lumière visible, les micro-ondes et les ondes radio).
Lorsqu’un faisceau de rayons X traverse le tissu humain, ces photons de rayons X peuvent être absorbés et déviés par des structures tissulaires denses telles que les os et ne peuvent pas sortir du corps. D’autres photons de rayons X peuvent rencontrer des tissus moins denses (tels que les muscles) et sont capables de les traverser assez facilement et de sortir du corps.
Les photons de rayons X sortant atteignent ensuite un récepteur ou un détecteur d’imagerie numérique où ils fournissent un motif de densité tissulaire que le récepteur numérique peut convertir en image radiographique (ou radiographie) que nous connaissons.
Les tissus denses tels que les os qui ont atténué le faisceau de rayons x apparaissent denses ou blancs; les tissus moins denses tels que les poumons remplis d’air apparaissent moins denses ou sombres, ce que nous observons avec une « radiographie pulmonaire ». D’autres tissus du corps humain ont des densités entre ces deux extrêmes et apparaissent sur une image radiographique sous forme de différentes nuances de gris.
Les patients doivent être rassurés ce formulaire d’imagerie médicale est simple et il ne doit y avoir aucun risque ou danger lié à la radiothérapie lorsqu’elle est utilisée correctement.
Tomodensitométrie (TDM)
Cette technique utilise un faisceau de rayons X pour produire des images en coupe transversale du corps humain. Lorsque le processus d’imagerie est en cours, le tube à rayons X émet en continu un faisceau de rayons X et tourne dans un cercle de 360 degrés dans un dispositif appelé portique.
Pendant ce temps, le patient est allongé sur une table d’imagerie par tomodensitométrie spéciale qui permet au faisceau de rayons X de passer. Le faisceau de rayons X est de forme similaire à un ventilateur portatif et est souvent décrit comme un faisceau de ventilateur. Il y a plusieurs détecteurs numériques situés dans ce portique circulaire qui identifient continuellement l’énergie des photons de rayons X qui sortent du patient.
Le mouvement de la table et du patient se déplaçant à travers le portique permet de reconstruire des images sous forme de tranches (ou tomographes) de tissu humain. L’examen CT le plus courant consiste à scanner la poitrine, l’abdomen et le bassin d’un patient, et la raison la plus courante est d’identifier la propagation du cancer. Des « colorants aux rayons X » sont injectés aux patients pour identifier le cancer lors de l’utilisation de l’imagerie par tomodensitométrie, car le tissu cancéreux absorbera le « colorant aux rayons X » et sera plus évident sur l’image.
Avec les techniques d’imagerie par tomodensitométrie de routine, il ne devrait y avoir aucun risque ou danger pour les patients en raison des niveaux de rayonnement utilisés.
Imagerie par résonance magnétique (IRM)
L’IRM utilise une combinaison d’un puissant aimant cylindrique et d’ondes radiofréquences pour générer une image du corps. C’est assez fort et les patients doivent porter des dispositifs de protection auditive appropriés tels que des bouchons d’oreilles ou des écouteurs (où de la musique relaxante peut être écoutée).
Les patients se trouvent normalement dans le cylindre magnétique, et un cadre (qui fonctionne comme une antenne) est placé autour de la zone du corps devant être imagée, aussi près que possible, afin que le signal maximum possible puisse être détecté afin de reconstruire des images très détaillées.
Notre corps contient de l’hydrogène, de sorte qu’une radiofréquence est transmise dans le corps à la fréquence qui fera osciller les atomes d’hydrogène. Lorsque la radiofréquence est désactivée, les atomes d’hydrogène continuent d’osciller et la fréquence de cette oscillation est détectée par la trame ou les antennes.
La radiofréquence provoque un signal de tension dans les antennes, qui est identifié comme un signal électrique. Celle-ci est ensuite numérisée et une image est reconstruite à l’aide de calculs mathématiques complexes.
La sécurité est primordiale pour les patients qui passent une IRM, et tous les patients doivent d’abord remplir un questionnaire de sécurité pour s’assurer qu’ils sont compatibles avec l’environnement d’imagerie. Le questionnaire de sécurité demande si les patients ont des objets métalliques implantés tels que des stimulateurs cardiaques ou des pompes à perfusion ou des dispositifs médicaux similaires. En effet, certains objets métalliques peuvent causer des dommages aux patients ou au personnel s’ils pénètrent dans l’environnement IRM en raison du puissant aimant.
L’application la plus courante de l’IRM est l’imagerie du cerveau avec des conditions liées à la neurologie ou à la neurochirurgie.
Tomographie par émission de positons (TEP)
Les techniques d’imagerie utilisées avec les rayons X, la tomodensitométrie et l’IRM sont principalement conçues pour observer des informations structurelles – cela inclut la disposition de l’anatomie et la localisation de la maladie ou des blessures. L’imagerie TEP est un processus d’imagerie unique, car elle permet d’identifier et d’imager des informations fonctionnelles telles que les processus métaboliques (conversion de l’énergie) ou chimiques des organes internes du corps.
Pour ce faire, des substances radioactives doivent être injectées aux patients et celles-ci sont chimiquement liées à des composés utilisés par nos organes (comme le glucose) ou à des molécules qui se lient à des récepteurs spécifiques ou à des types spécifiques de cellules (comme les protéines).
Ces substances radioactives émettent des rayons gamma (une autre forme de rayonnement ionisant). À partir de leur emplacement dans le corps, les rayons gamma traversent les tissus et sortent du corps où ils sont détectés par un scanner TEP contenant une caméra gamma pendant que le patient est immobile.
Le scanner TEP détecte les rayons gamma, convertit leur intensité ou leur intensité en un signal électrique, puis reconstruit une image en fonction de cette intensité. Les détecteurs sont disposés autour du corps d’un patient de sorte que l’emplacement d’origine des rayons gamma à l’intérieur du patient peut être calculé à l’aide de processus mathématiques.
L’imagerie TEP est excellente pour identifier l’activité des tumeurs dans les organes qui ne peuvent pas être structurellement identifiées avec d’autres techniques d’imagerie.
Même si l’idée d’être injecté avec des matières radioactives peut sembler dangereuse, ce n’est pas le cas. Des techniques d’imagerie similaires existent depuis de nombreuses décennies et des techniques d’imagerie TEP sont pratiquées presque tous les jours dans les grands hôpitaux d’Australie.
Échographie
L’échographie utilise des ondes sonores pour générer une image médicale de l’anatomie humaine et n’a aucun effet néfaste connu. La fréquence des ultrasons est supérieure aux fréquences des ondes sonores qui peuvent être détectées par l’audition humaine. Les ondes sonores ne peuvent voyager que dans un milieu, de sorte qu’un gel à base d’eau doit être appliqué sur la peau, ce qui permet de transmettre les ultrasons du transducteur (ou de la sonde – la chose qui se déplace sur la zone à scanner) dans le corps.
Les ultrasons réfléchissent les ondes sonores différemment de tous les différents tissus du corps, plus un tissu est dense, plus les ondes sonores sont réfléchies et renvoyées au transducteur. Lorsque le tissu est moins dense, une partie des ondes sonores sera renvoyée au transducteur et une partie des ultrasons sera transmise à travers ce tissu jusqu’à ce qu’il atteigne un type de tissu différent et que le processus se poursuive (en partie réfléchi et en partie transmis).
Lorsque les ondes ultrasonores reviennent dans le transducteur, les ondes sonores sont converties en un signal électrique, qui est ensuite numérisé et reconstruit sous forme d’image. L’image est formée en calculant la distance à partir de laquelle les ondes sonores réfléchies ont interagi avec le tissu et le transducteur, et est calculée en sachant que dans le tissu humain, les ultrasons se déplacent à environ 1 540 mètres par seconde.
Pour de nombreux examens d’imagerie échographique, les patients sont invités à retenir leur souffle afin que les organes internes restent immobiles pendant l’imagerie. On peut également leur demander de se déplacer dans certaines positions.
En plus de fournir des informations structurelles sur la façon dont l’anatomie est organisée, l’échographie a l’avantage supplémentaire de fournir des informations biomécaniques et fonctionnelles, car elle peut également imager en temps réel et observer les muscles et les tendons en mouvement.
L’imagerie par ultrasons a deux applications importantes. Le premier est pendant la grossesse et le second est de voir si les muscles et les tendons sont endommagés d’une manière ou d’une autre.
