Physique des Radiologies : Concepts Clés

Notions de Base en Physique et Radiologie

La physique est la science qui étudie les propriétés fondamentales de la matière, de l'espace et du temps, en établissant des lois pour comprendre les phénomènes naturels. Elle repose sur des observations et des expériences, permettant de développer des modèles et des théories.

Définition et Historique

La physique est une science exacte. Sa compréhension a été bouleversée par des découvertes majeures à travers l'histoire :

• Archimède (287-212 av. J-C) : Mathématicien grec, découvreur de principes fondamentaux.
• Isaac Newton (1642-1727) : Physicien, mathématicien, astronome anglais, père de la mécanique générale.
• Albert Einstein (1879-1955) : Physicien, père de la mécanique quantique.
• Wilhelm Röntgen (1845-1923) : Physicien allemand, découvreur des rayons X en 1895. Il observa qu'un rayonnement inconnu ("X") pouvait traverser la matière et impressionner des plaques photographiques, réalisant la première radiographie de la main de sa femme.
• Henri Becquerel (1852-1908) : Physicien français, découvreur de la radioactivité en 1896 grâce aux sels d'Uranium.
• Marie Curie (1867-1934) : Physicienne polonaise naturalisée française, pionnière dans l'étude de la radioactivité, découvrant le Polonium et le Radium. Elle a également développé des unités mobiles de radiographie pendant la Première Guerre mondiale.

Système International de Mesures – Unités SI

Pour l'évaluation des grandeurs physiques de manière objective et universelle, un système de mesure commun a été établi. Le Système International (SI) a été adopté en 1985.

Les 7 unités de base des grandeurs fondamentales sont :

Grandeur physique	Nom de l'unité	Symbole
Longueur	Mètre	m
Masse	Kilogramme	kg
Temps	Seconde	s
Courant électrique	Ampère	A
Température	Kelvin	K
Lumière	Candela	cd
Quantité de matière	Mole	mol

Les grandeurs dérivées sont issues de combinaisons de ces unités de base, comme la vitesse (m/s) ou l'accélération (m/s).

Les constantes universelles sont des valeurs physiques invariables, comme l'accélération terrestre, la masse de l'électron ou la vitesse de la lumière.

Mécanique

La mécanique étudie le mouvement et les forces.

Les Forces

Les forces sont des manifestations des interactions entre corps matériels. Invisibles au toucher, elles déforment les corps (aspect statique) ou modifient leur mouvement (aspect dynamique). L'unité de mesure est le Newton [].

Exemples de forces :

• Force musculaire
• Tension (d'un fil)
• Force de pesanteur (gravité)
• Force de frottement
• Poussée d'Archimède

Le Poids ou Force de Pesanteur

Il ne faut pas confondre masse et poids :

• La masse () est la quantité de matière d'un corps, invariable quel que soit le lieu. Elle se mesure en kilogrammes [] avec une balance.
• Le poids () est la force de pesanteur, il varie avec le lieu. Il se mesure en newtons [] avec un dynamomètre.

Formule : , où est l'accélération terrestre. L'accélération terrestre () varie avec la latitude et l'altitude, par exemple de à l'Équateur à au Pôle. Sur la Lune, elle est d'environ .

Exemple : Si un corps pèse à Sion, sa masse est de . Cette masse reste la même sur le Mont Blanc ou sur la Lune. Son poids, en revanche, diminuera légèrement sur le Mont Blanc et sera sur la Lune.

Notion de Travail

En mécanique, une force effectue un travail si elle déplace son point d'application en surmontant une résistance. Si l'on pousse une caisse sans la déplacer, aucun travail n'est effectué physiquement. L'unité de mesure du travail est le Joule []. ().

Notion de Puissance

La puissance () est le travail fourni par unité de temps. L'unité est le Watt []. (). Une machine puissante effectue le même travail en moins de temps, mais ne réduit pas la quantité de travail nécessaire. La puissance mesure le "débit de travail" d'un moteur.

Notion d'Énergie

L'énergie est la capacité d'un corps à produire un travail. Elle est mesurée en Joules []. À l'échelle microscopique, l'unité adaptée est l'électron-volt (), où . Une ancienne unité, la calorie (), est encore utilisée : , correspondant à l'énergie nécessaire pour élever la température de 1 gramme d'eau de 1°C.

L'énergie existe sous diverses formes :

• Thermique : due à l'agitation moléculaire.
• Électrique : produite par un courant électrique.
• Radiante : transportée par les ondes électromagnétiques (lumière, chaleur).
• Chimique : libérée lors de réactions chimiques (combustion, réactions dans les piles, dégradation du glucose).
• Mécanique :
  • Énergie potentielle () : énergie latente due à la position. [], où est la masse, l'accélération terrestre et la hauteur. Exemples : livre sur une étagère, eau dans un barrage.
  • Énergie cinétique () : énergie possédée par tout corps en mouvement. [], où est la masse et la vitesse.

Principe de Conservation de l'Énergie

La quantité totale d'énergie dans l'univers reste constante. L'énergie peut se transformer d'une forme à une autre, mais elle n'est ni créée ni détruite. .

Exemples :

• Un pendule en oscillation transforme l'énergie potentielle en cinétique et inversement. L'énergie mécanique totale est conservée (en l'absence de frottements).
• Un moteur transforme l'énergie chimique de l'essence en énergie mécanique.
• Comprimer un ressort utilise l'énergie chimique musculaire, qui elle-même provient de l'énergie lumineuse du soleil.

Toutefois, les conversions d'énergie s'accompagnent de pertes d'énergie utile, souvent dissipée sous forme de chaleur. Par exemple, un moteur à explosion perd environ 2/3 de son énergie en chaleur. Dans la production de rayons X, il y a 99% de perte de chaleur pour 1% de rayons X.

Consommation Énergétique du Corps Humain

Le corps humain est un "moteur" qui consomme de l'énergie en continu pour maintenir ses fonctions vitales (cœur, cerveau, température). Cette énergie provient des sucres (glucides, lipides, protéines, alcool) présents dans la nourriture. Après digestion, les sucres sont absorbés dans le sang et transportés vers les cellules pour alimenter les muscles et les organes.

Électricité

Courant Électrique

Le courant électrique est le déplacement de particules chargées (électrons libres ou ions) à travers une matière conductrice.

Conducteurs et Isolants

• Matériaux conducteurs : Permettent la libre circulation des électrons (métaux, cuivre, solutions ioniques).
• Matériaux isolants : Bloquent le passage du courant (bois, céramique, air, plastique).

Effets du Courant Électrique

Le passage d'un courant électrique peut entraîner divers effets :

• Effet thermique (effet Joule) : Production de chaleur (fer à repasser, filament d'ampoule).
• Effet lumineux : Production de lumière (ampoules à incandescence, néons), souvent lié à l'effet thermique.
• Effet chimique : Réactions chimiques dans les solutions (piles, électrolyse).
• Effet magnétique : Interaction avec un champ magnétique (générateurs, moteurs).
• Effet stimulant sur les êtres vivants : Transmission nerveuse, utilisation thérapeutique (pacemaker, défibrillateur).

Un contact inadapté avec le courant peut causer des crampes, difficultés respiratoires, arrêt cardiaque, brûlures.

Courant Continu et Courant Alternatif

• Courant continu (DC) : Les électrons circulent toujours dans le même sens (ex: piles, du pôle négatif au positif).
• Courant alternatif (AC) : Le courant change de sens alternativement selon la fréquence (ex: réseau électrique domestique).

Mesure de l'Intensité du Courant Électrique

L'intensité du courant électrique s'exprime en Ampères [] et correspond au nombre d'électrons passant par seconde. Plus l'ampérage est élevé, plus le débit d'électrons est important. Les milliampères par seconde (mAs) sont un réglage essentiel en radiologie pour contrôler la quantité de rayons X.

Tension

La tension est la force électromotrice qui met les électrons en mouvement. Elle correspond à une différence de potentiel (DDP) entre deux pôles (excès et déficit d'électrons). Elle se mesure en Volts []. Une tension élevée permet de produire plus de courant. La tension (kV) est un réglage de base en radiologie, lié à l'énergie des photons.

Générateurs de Tension

• Piles électriques : produisent de l'énergie électrique par réactions chimiques (courant continu). L'anode est le pôle positif, la cathode le pôle négatif.
• Génératrices/alternateurs : produisent de l'énergie électrique à partir d'énergie mécanique.
• Panneaux photovoltaïques : produisent de l'énergie électrique à partir de l'énergie solaire.

Résistances

Les résistances sont des éléments qui s'opposent au passage du courant dans un circuit, provoquant une perte d'énergie souvent sous forme de chaleur (exemple : fil incandescent d'une ampoule). La résistance se mesure en Ohms [].

Loi d'Ohm

La loi d'Ohm décrit la relation entre tension (), intensité () et résistance () : [].

Circuits Électriques

Les systèmes électriques sont organisés en circuits électriques. Le circuit en série est la forme la plus simple, composé de :

• Un générateur de tension.
• Un fil conducteur.
• Un ou plusieurs consommateurs.
• Un interrupteur.

Puissance Électrique

La puissance électrique () mesure la quantité de travail électrique produite par unité de temps. Elle s'exprime en Watts [] et peut être calculée par la formule : [].

Exemple : Un appareil de sous utilise un courant de . Un fusible de serait adapté.

Énergie Électrique – Le Kilowattheure ()

La consommation d'énergie électrique dépend de la puissance de l'appareil et de sa durée d'utilisation. Elle s'exprime en Joules, mais plus couramment en kilowattheures (kWh). .

Réseaux Électriques

L'électricité est produite par des centrales (barrages hydrauliques, centrales thermiques, nucléaires, éoliennes, panneaux solaires) et acheminée par câbles. Les tensions diminuent progressivement :

• Haute tension (> ) pour les longues distances.
• Moyenne tension ( à ) pour les petites entreprises.
• Basse tension ( à ) pour habitations.

Le courant du réseau est alternatif, typiquement à et - en Europe (triphasé pour gros appareils).

Fusibles et Disjoncteurs

Ces dispositifs protègent les installations électriques contre les surcharges, court-circuits ou mises à la terre. Ils interrompent le courant en cas de dépassement d'une valeur nominale. Le disjoncteur différentiel est plus efficace car il détecte les fuites de courant.

Dangers du Courant Électrique et Prévention

Le corps humain est conducteur. Un faible ampérage () peut être mortel. La gravité de l'électrocution dépend de :

• L'état de la peau (humide -> faible résistance).
• Le type et l'intensité du courant (alternatif > continu, intensité élevée > faible).
• La tension (élevée -> gros dégâts).
• La nature et durée du contact.
• Le parcours du courant dans le corps.

Effets : perturbation musculaire, brûlures, arrêt cardiaque, fibrillation ventriculaire, inhibition du système nerveux.

Prévention : mains sèches, câbles et prises en bon état, coupure du courant (disjoncteurs) avant intervention, connaissance de l'emplacement du tableau électrique, surveillance des enfants.

Chaleur

Chaleur et Température

La chaleur est une forme d'énergie (thermique ou calorifique), mesurée en Joules. Les énergies thermiques s'additionnent. La température mesure le niveau d'agitation des molécules. Les températures ne s'additionnent pas, mais s'égalisent par une moyenne pondérée.

Exemple : Mélanger de l'eau froide et chaude donne de l'eau tiède (température moyenne), mais l'énergie thermique totale est la somme.

Mesure de la Température

Un thermomètre est utilisé pour une mesure objective. Les thermomètres fonctionnent par :

• Dilatation des matériaux (mercure, alcool).
• Variation de résistance électrique.
• Rayonnement (infrarouges).

Échelles de Température

• Celsius (°C) : 0°C (glace fondante), 100°C (eau en ébullition). La plus courante.
• Fahrenheit (°F) : 0°F (mélange glace/sel), 100°F (température corporelle humaine). Utilisée aux États-Unis.
• Kelvin (K) : Échelle absolue, 0K = -273°C (zéro absolu, agitation moléculaire nulle). Utilisée en physique.
  • Conversion : ; .

Propagation de la Chaleur

La chaleur se propage toujours du corps chaud vers le corps froid par 3 phénomènes :

1. Conduction : Transfert au travers d'un solide (ex: cuillère dans la soupe). Varie selon le matériau (métaux sont bons conducteurs, bois est isolant).
2. Convection : Transfert au travers d'un fluide (liquide ou gaz) par courants (ex: radiateur chauffant une pièce). Les couches chaudes montent, les froides descendent.
3. Rayonnement : Transfert sans support matériel, par ondes électromagnétiques (ex: soleil vers la Terre). Dépend de la température et de la nature de la surface (corps noirs rayonnent plus).

Température Corporelle Humaine

L'être humain est homéotherme, sa température est quasi constante (, normale entre et ). Elle varie selon :

• L'heure de la journée (plus basse au matin, plus haute l'après-midi).
• Le cycle menstruel (augmentation après l'ovulation).
• La fièvre (mécanisme de défense contre une infection).

La régulation est assurée par l'hypothalamus. Pour abaisser la température : transpiration, vasodilatation cutanée. Pour l'augmenter : vasoconstriction, chair de poule, activité musculaire (frissons), métabolisme (lipolyse, glycogénolyse).

Électromagnétisme

Rayonnement

Le rayonnement est une propagation d'énergie. Il existe :

• Rayonnement corpusculaire : faisceau de particules matérielles.
• Rayonnement électromagnétique (EM) : transport d'énergie sans masse ni charge, sous forme d'une oscillation de champs électrique et magnétique (ex: ondes radio, lumière). Ces ondes se propagent dans le vide.

Une onde EM est caractérisée par :

• Longueur d'onde () : distance entre deux maxima (en mètres).
• Fréquence () : nombre d'oscillations par seconde (en Hertz).
• Vitesse () : constante de la lumière dans le vide ( ou ).
• Énergie () : transportée par l'onde (en Joules).

Relations : , , (où est la constante de Planck). L'énergie est proportionnelle à la fréquence et inversement proportionnelle à la longueur d'onde.

Spectre Électromagnétique

L'ensemble des ondes EM forme le spectre électromagnétique. Il s'étend des ondes radio (énergie très basse, grande longueur d'onde) aux rayons gamma (énergie très haute, courte longueur d'onde).

La lumière visible est une petite partie du spectre, entre et . Chaque longueur d'onde correspond à une couleur spécifique. La lumière blanche contient toutes les couleurs du spectre visible.

Rayons Ionisants ou Non-Ionisants

• Rayons ionisants : Peuvent ioniser la matière en arrachant des électrons. Ce sont les ondes EM à haute fréquence/énergie (rayons gamma, rayons X, UVC). Ils sont dangereux car ils altèrent la structure atomique.
• Rayons non-ionisants : N'ont pas la capacité de modifier la matière (lumière visible, infrarouge, ondes radio, micro-ondes).

Les rayons X et gamma ont des énergies de à , tandis que la lumière visible est de à . Le seuil d'ionisation est d'environ .

Optique

Lumière

La lumière est une onde EM émise par une source (directe comme le Soleil, ou indirecte comme un objet éclairé). Elle se propage en ligne droite à grande vitesse ( dans le vide). La lumière interagit avec la matière par :

• Absorption : l'énergie lumineuse est transformée (chaleur).
• Réflexion : elle rebondit sur une surface.
• Réfraction : elle est déviée en changeant de milieu.

Photométrie – Réflectométrie

• Photométrie : Mesure de l'absorption de la lumière (absorbance) dans une solution liquide. Un rayon monochromatique traverse une cuve et l'absorbance est calculée à partir du rayonnement transmis.
• Réflectométrie : Mesure de l'absorption de la lumière par réflexion sur une surface solide (ex: chimie sèche). L'absorbance est calculée à partir du rayonnement réfléchi.

L'absorbance (ou densité optique) mesure la capacité d'un milieu à absorber la lumière et varie avec la concentration des substances.

Lentilles

Les lentilles sont des objets transparents couramment utilisés (lunettes, microscopes). On distingue :

• Lentilles convergentes : Bords minces, centre épais. Elles font converger les rayons lumineux vers un foyer image réel.
• Lentilles divergentes : Bords épais, centre plus fin. Elles font diverger les rayons, comme s'ils provenaient d'un foyer virtuel.

Éléments clés d'une lentille :

• Axe principal : droite passant par le centre optique et perpendiculaire aux faces.
• Centre optique () : intersection de la lentille avec l'axe principal.
• Foyer image () : point de convergence des rayons parallèles à l'axe.
• Foyer objet () : symétrique de par rapport à .
• Distance focale () : distance ou .

Correction de la Vue

Le cristallin de l'œil est une lentille adaptable. Les anomalies corrigées par des lentilles :

• Myopie : Œil trop long, image devant la rétine. Corrigée par une lentille divergente (dioptrie négative).
• Hypermétropie : Œil trop court, image derrière la rétine. Corrigée par une lentille convergente (dioptrie positive).
• Presbytie : Perte d'élasticité du cristallin avec l'âge, affectant la vision de près. Corrigée par une lentille convergente.

La dioptrie est l'unité de mesure de la puissance réfractive : (avec en mètres). Plus la dioptrie est élevée, plus la correction est forte.

Microscopes

Le microscope permet de grossir des objets très petits. Le microscope optique combine des lentilles pour un grossissement jusqu'à , les microscopes électroniques jusqu'à .

Structure :

• Objectif : premier groupe de lentilles, forme une image réelle, inversée et agrandie.
• Oculaire : deuxième groupe de lentilles (loupe), grossit l'image intermédiaire en une image virtuelle, grossie et renversée.

Le grossissement total est le produit du grandissement de l'objectif et du grossissement de l'oculaire. Exemple : Oculaire , Objectif -> Grossissement final .

Composants du microscope : oculaires, potence, revolver porte-objectifs, objectifs (à sec, à immersion), chariot, platine, condenseur, diaphragme, vis micro et macrométrique, source lumineuse.

Acoustique

Onde Sonore et Propagation

Le son est une vibration perçue par l'oreille, causée par la vibration d'une membrane (haut-parleur) ou d'une source, qui entraîne des compressions et décompressions de l'air ou d'un autre milieu. C'est une onde de compression-décompression. Elle n'altère pas le milieu qu'elle traverse et a besoin d'un support matériel pour se propager (air, eau, métal), elle ne se propage donc pas dans le vide. La vitesse du son varie selon le milieu (air ≈ , eau ≈ , acier ≈ ).

Caractéristiques du Son

• Hauteur : donnée par la fréquence (en Hertz, ). Plus la fréquence est élevée, plus le son est aigu. L'oreille humaine perçoit entre et .
  • Infrasons : (inaudibles)
  • Sons graves : à
  • Sons médiums : à
  • Sons aigus : à
  • Ultrasons : (inaudibles)
• Intensité (volume sonore) : donnée en décibels (dB). C'est une échelle logarithmique qui reflète la pression acoustique. La pondération A (dB(A)) est utilisée pour se rapprocher de la perception humaine.
• Effet Doppler : Changement de fréquence perçue lorsque la source sonore est en mouvement (ex: sirène d'ambulance).

Méfaits du Bruit

Des bruits supérieurs à peuvent causer une surdité définitive. Des niveaux inférieurs génèrent fatigue auditive, nervosité, troubles de sommeil/tension. Les sons aigus sont plus destructeurs. Les acouphènes sont des sons perçus sans stimulation acoustique réelle.

Les Ultrasons

Les ultrasons (US) sont des ondes sonores inaudibles utilisées en médecine pour l'investigation interne. Leur principe repose sur l'écho : une partie de l'onde est réfléchie lorsqu'elle change de milieu. Un gel conducteur est essentiel pour la transmission. Les US sont non ionisants, ce qui les rend sûrs pour les femmes enceintes et les enfants, et sont la base de l'échographie.

Appareillage Radiologique

Le Statif

Le statif permet de faire pivoter le tube radiologique et le bucky pour réaliser diverses radiographies (debout, couché, assis). Dans un cabinet, le tube est souvent lié au bucky ; dans les hôpitaux, ils sont indépendants (bucky table et bucky mural) pour plus de flexibilité.

Le Pupitre de Commande

Le pupitre regroupe les réglages pour une radiographie :

• Mise sous/hors tension.
• Réglage des .
• Réglage des .
• Choix du foyer (petit/grand).
• Activation de la grille anti-diffusante.
• Type d'écran renforçateur (ISO 200/400/800).
• Temps d'exposition.
• Activation des cellules d'exposition automatiques (AEC) (centrale, latérale gauche/droite).
• Paramètres basés sur le patient (plâtre, obèse, maigre).
• Pré-sélection de positionnement (face, profil, oblique).
• Choix de la région anatomique.
• Choix du bucky (table/mural).

Le Bucky & la Grille Anti-diffusante

Le Bucky (table ou mural) contient :

• Une grille anti-diffusante.
• Des cellules photoélectriques (AEC).
• Un tiroir pour le détecteur.

La grille anti-diffusante, composée de fines lamelles de plomb séparées par un matériau transparent aux rayons X, arrête le rayonnement diffusé (rayons secondaires circulant dans toutes les directions). Ce rayonnement secondaire nuit à la qualité de l'image (flou, perte de contraste). Elle est utilisée pour les hauts () ou les objets volumineux (-). Elle améliore le contraste mais nécessite plus de rayons X car elle bloque aussi une partie du rayonnement primaire. Les grilles sont souvent focalisées pour une distance foyer/film spécifique (ex: ou ).

Cellules d'Exposition Automatiques (AEC)

Les AEC sont des cellules photoélectriques qui règlent automatiquement les pour obtenir un noircissement correct de l'image. Elles sont généralement trois (centrale, latérales) et sont placées avant la cassette. Elles réduisent la dose patient en stoppant l'exposition dès que la dose nécessaire est atteinte. Il faut veiller au bon centrage et à l'absence de prothèses dans le champ des cellules. Le doit être réglé manuellement.

Le Tube Radiologique

Le tube radiologique est l'unité de production des rayons X. Il est composé de :

• Cathode (-) : partie négative. Contient un ou deux filaments de tungstène chauffés par un circuit basse tension (). Cet effet thermoélectronique libère des électrons.
• Anode (+) : partie positive (cible). Généralement en tungstène (Z=74, point de fusion élevé). Les électrons accélérés viennent la percuter, produisant des rayons X. L'anode est souvent tournante (3000 à 9000 tr/min) pour mieux dissiper la chaleur et permettre plus de rayons X.

La production de rayons X est très inefficace : 99% de l'énergie est convertie en chaleur, 1% en rayons X. Le lancement de l'anode est en deux temps : rotation, puis émission des rayons X.

Principe de Production du Rayonnement X

Similaire à une flèche tirée, la production de rayons X comporte 4 étapes :

1. Préparation : Chauffage du filament de la cathode (libération d'électrons), l'anode atteint sa vitesse de rotation.
2. Accélération : Une forte différence de potentiel () est appliquée, attirant et accélérant les électrons vers l'anode.
3. Freinage : Les électrons percutent l'anode et sont brusquement freinés.
4. Production : Cette décélération libère 1% de photons X (rayonnement de freinage) et 99% de chaleur. Les rayons X sont focalisés par un petit trou pour la radioprotection et la netteté de l'image.

Vieillissement du Tube

La durée de vie du tube est limitée par :

• Porosité du tube (baisse du vide).
• Sublimation du filament.
• Chocs thermiques.
• Usure de la surface de l'anode (cratérisation) due au bombardement électronique, créant une "piste anodique".

Les Foyers

Les électrons sont focalisés sur un point de l'anode appelé foyer, lieu d'émission des rayons X. Les tubes ont généralement deux foyers :

• Petit foyer (-) : Meilleure netteté, réduit le flou de foyer. Moins de rayons X, temps d'exposition plus long, risque de surchauffe. Utilisé pour les petits détails.
• Grand foyer (-) : Émet plus de rayons X, temps d'exposition plus court, meilleure répartition de la chaleur. Plus grand flou, moins bonne résolution. Utilisé pour les zones épaisses ou lorsque le temps d'exposition doit être réduit (ex: thorax).

Enveloppe de Protection

Le tube radiogène est entouré d'une ampoule de verre (isolation électrique, évacuation de chaleur, maintien du vide), d'huile de refroidissement et d'une gaine métallique plombée (protection mécanique, absorption des rayons X indésirables). Les rayons X ne sortent que par une fenêtre spécifique.

Filtration Totale

La filtration du faisceau protège le patient en éliminant les rayons X de basse énergie ("mous") qui n'apportent rien à l'image mais irradient la peau. Elle "durcit le faisceau".

Filtration totale = filtration inhérente + filtration additionnelle.

• Filtration inhérente : Due aux composants du tube (verre, huile) ; équivalente à d'aluminium (Al).
• Filtration additionnelle : Filtre en aluminium ajouté ( Al).

La filtration totale est généralement de Al, avec un minimum légal de Al pour les appareils de plus de .

Les filtres compensateurs d'épaisseur sont utilisés pour uniformiser le noircissement de l'image en compensant les variations d'épaisseur du corps (ex: filtre en "boomerang" en silicone). La partie la plus épaisse du filtre est placée sur la zone la moins épaisse de la région examinée.

Diaphragmes et Centreur Lumineux

La taille du faisceau est ajustée par des diaphragmes en plomb pour limiter le volume irradié. Un centreur lumineux simule la position du faisceau pour un centrage précis avant l'exposition. Il est interdit d'ouvrir le champ au-delà du détecteur, il faut toujours diaphragmer au plus près de la structure.

Le Générateur

Le générateur de haute tension produit un courant unidirectionnel constant entre cathode et anode (40-) pour l'énergie des RX. Il contient :

• Un redresseur : convertit le courant alternatif en continu.
• Un transformateur : élève la basse tension du réseau (220-) à la haute tension nécessaire (40-). Un second transformateur alimente le filament en .

Nettoyage, Entretien, Manipulation des Appareils Médicaux

Les détecteurs et buckys doivent être désinfectés après chaque patient (utiliser des produits adéquats, éviter l'alcool sur le plexiglas du viseur). Éviter de mouiller le pupitre. Manipuler le statif avec soin pour éviter les collisions et utiliser les freins correctement. Respecter le poids maximum supporté par les détecteurs numériques.

Le Faisceau de RX

Qualité et Intensité du Faisceau

Le faisceau de rayons X est un cône de radiation. Il est composé de différentes énergies.

• Qualité du faisceau : Dépend des kV (kilovolts). Les kV déterminent l'énergie individuelle de chaque photon, et donc la force de pénétration des rayons X. Plus les kV sont élevés, plus les photons sont énergétiques et le faisceau est "dur" (pénétrant).
• Intensité du faisceau : Dépend des mAs (milliampères par seconde). Les mAs représentent la quantité de photons présents dans le faisceau (charge du tube). Ils sont contrôlés par la température du filament (effet thermoélectronique). Plus les mAs sont élevés, plus le nombre de photons est important.

Règle mnémonique : kV = Énergie = force de chaque photon. mAs = Quantité = nombre de photons. Augmenter les kV diminue le contraste (plus de pénétration, l'image devient plus grise). Augmenter les mAs (sans kV) augmente le contraste et le noircissement (plus de photons).

La Dose d'Exposition

La dose d'exposition dépend des mAs (quantité de rayons X) et du temps d'exposition (s). . L'augmentation des mAs ne change pas la capacité de pénétration des rayons X, mais augmente la quantité de rayons X reçue par le patient et le contraste de l'image.

Radio Physique

Du Corps à l'Atome

La matière, vivante ou inerte, est constituée d'atomes. L'atome est composé d'un noyau et d'électrons en mouvement rapide autour du noyau.

Caractéristique et Constitution de l'Atome

Modèle simplifié (Rutherford, 1909) : système solaire miniature.

• Le noyau : contient des protons (charge positive) et des neutrons (charge neutre). Ces deux particules sont appelées nucléons.
• Le cortège électronique : contient des électrons (charge négative) gravitant autour du noyau.

Un atome stable est électriquement neutre, donc il contient autant de protons que d'électrons. La masse de l'atome est principalement concentrée dans le noyau.

Particule	Symbole	Charge électrique	Masse (kg)
Proton	P⁺	C
Neutron	N	0
Électron	e⁻	C

Dimensions de l'Atome

L'atome a un rayon d'environ , le noyau est fois plus petit (). L'atome a une structure lacunaire, majoritairement vide.

Force de Liaison & Couches Électroniques

Les électrons et le noyau sont liés par l'interaction électrostatique (charges opposées s'attirent). Les électrons sont répartis sur des couches électroniques (K à Q, 7 max), plus l'électron est proche du noyau, plus la force de liaison est intense. Les photons X peuvent perturber cet équilibre.

Les Éléments

Les éléments chimiques sont définis par leur numéro atomique (), le nombre de protons. Changer change l'élément. Le tableau périodique classe les éléments par . Chaque élément est caractérisé par :

• : Numéro atomique (nombre de protons = nombre d'électrons dans un atome neutre).
• : Masse atomique (nombre de nucléons = protons + neutrons).
• : Symbole chimique.
• : Nombre de neutrons ().

Les Ions

Un ion est un atome qui a gagné ou perdu des électrons. Le nombre de protons et neutrons ne change pas, mais les propriétés chimiques sont modifiées.

• Cation : perte d'électrons (charge positive).
• Anion : gain d'électrons (charge négative).

Les Isotopes

Un isotope est un atome du même élément (même ) mais avec un nombre différent de neutrons. Les propriétés chimiques sont similaires, mais les propriétés nucléaires (stabilité, radioactivité) peuvent différer.

Variation du nombre de	Conséquence
PROIONS	Change l'élément (nouvel atome)
ÉLECTRONS	Modification chimique (ionisation)
NEUTRONS	Modification nucléaire (isotope)

Stabilité de l'Atome

Un atome est instable s'il a un excès/déficit de neutrons, un excès de protons et neutrons, ou un . Pour retrouver la stabilité, il subit une désintégration radioactive.

La Radioactivité

La radioactivité est un phénomène physique naturel où des éléments instables se désintègrent en libérant de l'énergie et des rayonnements (corpusculaires : alpha , bêta ; ou électromagnétiques : gamma ). Le but est de se transformer en un noyau stable. Elle se mesure en Becquerels (Bq) (désintégrations par seconde).

Les Rayonnements

• Rayonnement (alpha) : Éjection d'une particule alpha (noyau d'hélium : 2 protons, 2 neutrons). Faible pouvoir de pénétration (arrêté par une feuille de papier).
• Rayonnement (bêta) : Éjection d'un électron/positron. Pouvoir de pénétration moyen (arrêté par plexiglas ou quelques d'aluminium).
• Rayonnement (gamma) : Onde électromagnétique de très haute énergie (photons). Fort pouvoir de pénétration (atténué par plusieurs mètres de plomb). Souvent émis avec ou .

La Demi-vie (Période)

La demi-vie est le temps au terme duquel la moitié des noyaux radioactifs d'un échantillon se sont désintègrés. Elle varie de fractions de seconde à des milliards d'années.

Le Rayonnement X

La nature des rayons X est similaire à celle de la lumière : ce sont des ondes électromagnétiques, composées de photons sans masse, transportant de l'énergie. Cependant, les rayons X et la lumière diffèrent grandement par leur énergie, fréquence et longueur d'onde. Les rayons X sont ionisants (énergie ), la lumière visible n'est pas ionisante. Le fort pouvoir de pénétration des rayons X permet de traverser des corps opaques à la lumière.

Propriétés des Rayons X

1. Traversent la matière : leur haute énergie leur confère cette capacité.
2. Sont invisibles : ce qui les rend dangereux, car indétectables par les sens. Nécessitent des règles de sécurité (OFSP en Suisse).
3. Sont diffusants : génèrent un rayonnement secondaire (diffusé) qui se propage dans toutes les directions, augmentant l'exposition et diminuant la qualité d'image. Le personnel doit se protéger derrière des écrans plombés.
4. Sont ionisants : peuvent arracher des électrons aux atomes, modifiant la structure des molécules et provoquant des effets biologiques. Indispensable pour la formation d'image.
5. Sont destructeurs : leur haute énergie peut endommager ou détruire des cellules vivantes par ionisation.
6. Sont excitants : peuvent provoquer la fluorescence de certaines substances, processus utilisé pour la découverte des RX et dans les écrans intensificateurs.

Le rayonnement X se propage de manière divergente, ce qui influence la géométrie de l'image (agrandissement).

Interactions Électrons / Photons-Matière

Les transferts d'énergie sont essentiels pour l'imagerie. Deux types d'interactions :

• ÉLECTRONS – MATIÈRE (dans le tube radiogène).
• PHOTONS – MATIÈRE (dans le patient et le détecteur).

Interactions ÉLECTRONS – MATIÈRE (Production des RX)

Dans le tube, les électrons incidents interagissent avec l'anode par :

• Collision : avec les électrons du milieu, perdent de l'énergie et s'arrêtent.
• Freinage (Bremsstrahlung) : lorsqu'un électron passe près d'un noyau, il est dévié et décéléré brusquement, libérant des photons X (rayonnement de freinage). C'est le principal mécanisme de production des rayons X.

Suite au freinage, il peut y avoir des collisions avec les électrons atomiques, entraînant leur ionisation et la réémission de rayons X caractéristiques (fluorescence X) lorsque l'atome se stabilise. Le faisceau de RX sortant est donc un mélange de rayonnement de freinage et de rayonnements caractéristiques, le rendant inhomogène (photons X d'énergies différentes).

Trois paramètres clés pour le faisceau de rayons X :

• Intensité du courant du filament (mA) : détermine la quantité d'électrons et donc l'intensité du faisceau.
• Haute tension (kV) entre anode et cathode : détermine l'énergie moyenne du faisceau.
• Nature chimique de la cible (tungstène, rhénium, ...).

Interaction PHOTONS – MATIÈRE (dans le patient)

Lorsque les photons X traversent la matière (le patient), ils interagissent de 3 manières :

• Atténuation : diminution du nombre de photons primaires.
• Diffusion : apparition de photons diffusés.
• Absorption : transfert d'énergie aux électrons du milieu.

Selon l'énergie du faisceau :

1. Effet Photoélectrique :
   • Le photon incident est entièrement absorbé par un atome, transférant son énergie à un électron interne (couche K), qui est éjecté. L'atome est ionisé.
   • L'atome se stabilise en émettant un rayonnement caractéristique (fluorescence X).
   • Prédomine pour les faibles énergies (). Responsable de l'absorption des RX. Inversement proportionnel aux kV.
2. Effet Compton :
   • Le photon incident interagit avec un électron externe faiblement lié, lui cédant une partie de son énergie pour l'éjecter (ionisation).
   • Le photon poursuit sa trajectoire avec une énergie réduite et une direction modifiée : c'est le rayonnement diffusé.
   • Prédomine pour les hautes énergies (). Responsable de la diffusion et de l'absorption. Proportionnel aux kV.
3. Effet Thomson :
   • Phénomène similaire à Compton, mais le photon est diffusé sans perte d'énergie (change de direction mais conserve son énergie). Pas d'ionisation.
   • Se produit avec des photons de très faible énergie (), négligeable en radiologie conventionnelle.

Le rayonnement diffusé est principalement causé par l'effet Compton (haut kV) et, dans une moindre mesure, par l'effet Thomson (bas kV).

Facteurs Influencant le Rayonnement Diffusé

Le rayonnement diffusé est influencé par :

• Les kV : plus ils sont élevés, plus la diffusion augmente (effet Compton).
• La grandeur du champ : plus le diaphragme est ouvert, plus le volume irradié et le rayonnement diffusé augmentent. Il faut diaphragmer au plus près.
• L'épaisseur de l'objet : plus l'objet est épais, plus la diffusion et l'absorption augmentent.
• Le numéro atomique () et la densité de l'objet : plus et la densité sont élevés, moins il y a de rayonnement diffusé (car plus d'absorption). L'os absorbe plus qu'il ne diffuse.

L'intensité du rayonnement diffusé est minimale à 90° et maximale à 45° par rapport à l'objet.

Conséquences et Moyens de Lutte contre le Rayonnement Diffusé

Conséquences :

• Pseudo-flou : voile sur l'image, réduisant la qualité visuelle.
• Augmentation de la dose irradiée hors du champ primaire.
• Chute de contraste : le rayonnement diffusé se superpose au rayonnement primaire.
• Irradiation dans la salle d'examen.

Moyens de lutte :

• Choix de la tension : éviter des trop élevés.
• Localisation précise : diaphragmer au plus près.
• Compression du patient : réduit l'épaisseur irradiée.
• Choix du détecteur : détecteurs rapides réduisent les paramètres d'exposition.
• Utilisation de la grille anti-diffusante : arrête le rayonnement diffusé vers le détecteur (mais pas pour le patient). Essentielle à partir de -.

Qualité du Faisceau de RX

La qualité du faisceau d'un point de vue radiologique fait référence à son énergie et à sa capacité à traverser la matière :

• Rayons X durs : haute énergie, plus diffusés que absorbés (effet Compton dominant), très pénétrants.
• Rayons X mous : faible énergie, plus absorbés que diffusés (effet photoélectrique dominant).

Les kV déterminent la qualité du faisceau. L'augmentation des kV rapproche les coefficients d'atténuation des tissus, modifiant le contraste. Le taux de transmission des photons X augmente avec les kV mais diminue avec la densité et le numéro atomique des tissus.

Image Analogique – Contrôles de Qualité

Les Détecteurs

En radiologie analogique, le support utilisé pour transcrire l'information est le film radiologique. Étant peu sensible aux rayons X, il est placé entre deux écrans renforçateurs qui émettent de la lumière sous l'influence des rayons X. Le film, plus sensible à la lumière, est ainsi noirci avec une dose moindre.

Composition d'un Détecteur (Cassette Radiologique Analogique)

Une cassette radiologique analogique est composée de :

• Face avant : plastique ou carbone, légère et peu absorbante, laisse passer les rayons X.
• Écran renforçateur supérieur : transforme les rayons X en lumière visible.
• Feuille protectrice supérieure.
• Film radiologique : cœur du système, avec deux couches d'émulsion photosensible.
• Feuille protectrice inférieure.
• Écran renforçateur inférieur.
• Face arrière : parfois plombée pour protéger contre la rétrodiffusion.

Fonctions essentielles de la cassette : étanchéité à la lumière, bonne coaptation écran-film, atténuation de la rétrodiffusion.

Les écrans renforçateurs se composent de 4 couches : protectrice, fluorescente (tungstate de calcium ou terres rares), réflectrice, support. La résolution et la sensibilité des écrans renforçateurs :

• La sensibilité est augmentée en épaississant la couche fluorescente ou en augmentant la taille des grains fluorescents.
• La résolution (capacité à reproduire les détails) diminue lorsque la sensibilité augmente (flou d'écran).

Types d'Écrans Renforçateurs

• Écrans détails (ISO 200) : Haute résolution, basse sensibilité. Petits grains, peu de couches. Demandent plus de dose. Pour structures fines.
• Écrans standards (ISO 400) : Compromis. Moyens grains, couches moyennes. Les plus utilisés (orthopédie, examens spéciaux).
• Écrans rapides (ISO 800) : Haute sensibilité, basse résolution. Gros grains, nombreuses couches. Réduisent la dose et le temps de pose (enfants, femmes enceintes).

Le flou d'écran est causé par l'épaisseur de la couche fluorescente, la dimension des cristaux, la couche réfléchie, et une mauvaise coaptation écran-film.

Constitution des Films Radiologiques

Un film est constitué de : couche protectrice, émulsion (couche fonctionnelle avec cristaux de bromure d'argent), couche adhésive, support (teinté). La plupart des films sont double-couche pour une meilleure sensibilité et nécessitent moins de dose.

Sensibilité Chromatique

Capacité du film à percevoir différentes longueurs d'onde. Les films ordinaires sont sensibles au vert, les orthochromatiques au rose. Les films de la chambre noire sont insensibles à la lumière inactinique rouge ou orange (si puissance ).

Stockage et Manipulation des Films

Conditions de stockage : humidité (45-55%), température (pas trop chaude pour éviter le voilage), protection contre les radiations et produits chimiques. Respecter la date de péremption. Manipuler avec précaution pour éviter rayures, décharges statiques ou agressions chimiques.

L'Image Latente

C'est l'image invisible déjà imprégnée dans l'émulsion du film après exposition. Les rayons X et la lumière (des écrans) décomposent les cristaux de bromure d'argent en ions bromure et argent, formant des atomes d'argent qui constituent le "germe de développement". Le film avec cette image latente ne doit pas être exposé à nouveau à la lumière.

Le Traitement des Films (Développement)

Le développement vise à : rendre visible l'image latente, rendre le film transparent, fixer l'image, sécher le film.

Étapes (immersions successives) :

1. Révélateur : rend l'image visible en transformant les ions argent exposés en argent métallique noir/gris. pH basique. Doit être incolore, s'oxyde avec l'air (couvercle flottant). Un révélateur oxydé (brunâtre, odeur désagréable) diminue le contraste.
2. Bain d'arrêt (manuel) : eau pour stopper l'action du révélateur.
3. Fixateur : élimine les cristaux de bromure d'argent non exposés, rendant le film transparent et insensible à la lumière. pH acide. Si inefficace, le film est laiteux.
4. Bain de lavage : élimine les produits résiduels.
5. Séchage : sèche le film (air chaud) pour obtenir la densité optique souhaitée.

En traitement automatique, les films sont transportés par rouleaux, les bains sont régénérés et chauffés plus agressivement, le temps de traitement est d'environ 90 secondes.

Entretien et Problèmes des Bains

Contrôle hebdomadaire de la stabilité, nettoyage quotidien des rouleaux, changement des bains toutes les 2-3 semaines, révision par technicien. Problèmes : image trop claire (révélateur froid, dilué, oxydé), trop foncée (révélateur chaud, concentré), laiteuse (fixateur inefficace ou mélangé au révélateur). Les bains usagés sont des déchets chimiques et doivent être traités par des entreprises spécialisées.

Construction de la Chambre Noire

Lieu obscur et étanche à la lumière pour manipuler et développer les films, équipé d'une lumière inactinique rouge.

Contrôle de Qualité Image Analogique

Contrôles réguliers :

• Appareil RX : tous les 3 ans par entreprise spécialisée.
• Centreur lumineux : annuel par entreprise spécialisée.
• Coaptation écrans-films (mire de Funk) : annuel par entreprise.
• Stabilité du développement : hebdomadaire par assistante médicale (test de Laubscher).
• Étanchéité et lumière inactinique de la chambre noire : annuel ou en cas de doute.

Le contrôle de stabilité du développement se fait sur un film vierge exposé selon des constantes définies, développé et comparé à un film de référence. Il permet de détecter un révélateur trop chaud/froid, dilué/concentré, ou oxydé. Les écarts ne doivent pas dépasser une plage définie.

Image Digitale et Contrôle de Qualité

Lois Fondamentales de la Projection de l'Image

1. Loi de la Projection Conique : Le foyer étant ponctuel (source), l'image radiologique est toujours agrandie par rapport à l'objet réel. Pour réduire l'agrandissement, il faut minimiser la distance objet-détecteur et maximiser la distance source-détecteur.
2. Loi de la Confusion des Plans : Un objet 3D est représenté en 2D, entraînant une superposition des plans. Nécessite plusieurs projections (face, profil) pour mieux visualiser.

L'Agrandissement Radiologique

Inévitable en radiologie. Le facteur d'agrandissement () est le rapport entre la taille de l'image et la taille réelle de l'objet. Il dépend de la distance source-objet (SO) et la distance source-film (SF). . Réduire la distance objet-film minimise l'agrandissement.

Déformation – Distorsion

• Déformation : Écart linéaire dans la forme de l'image (rayon non perpendiculaire au film/objet).
• Distorsion : Différence anarchique de forme (non-perpendicularité de l'ensemble du trinôme radiologique). Certaines incidences (épaule) nécessitent une inclinaison volontaire.

L'Imagerie Radiologique Conventionnelle

Le noircissement du film est proportionnel à la quantité de photons reçus. L'image radiologique dépend de l'absorption des rayons X dans la matière.

Paramètres Principaux de l'Absorption des Rx

1. Numéro atomique () et densité (d) : Plus ils sont élevés, plus l'absorption est forte.
   • Densités fondamentales (croissantes) : air < graisse < muscle (eau) < os.
   • L'air noircit beaucoup le film, l'os le rend blanc. Ex: le plomb (Z=82, densité haute) absorbe fortement.
2. Épaisseur de l'objet () : Plus l'objet est épais, plus il absorbe les rayons X.
3. Énergie du faisceau () : Trop peu de dB donne une image très contrastée noir/blanc (rayons X mous, absorption forte). Trop de kV donne une image grise à faible contraste (rayons X durs, pénétration forte). Il faut un kV adapté pour un contraste optimal.

Les Contrastes Radiologiques

Le contraste est l'étendue des niveaux de gris dans l'image. 5 éléments l'influencent :

1. Contraste pré-film (détecteur) : Influencé par les kV et la grille anti-diffusante (tout ce qui est avant le détecteur). Plus les kV sont hauts, plus le contraste est faible (image grise).
2. Contraste objet : Intrinsèque à l'objet (épaisseur, constitution, densité, Z). Peut être modifié par compression ou produits de contraste.
3. Contraste de développement (système analogique) : Dépend de la nature et des conditions de traitement des bains (révélateur notamment). Une oxydation/faible concentration du révélateur diminue le contraste.
4. Contraste final de lecture : Somme de tous les contrastes, influencé par les conditions de lecture (lumière ambiante, qualité de l'écran).

Voile de l'Image et Rayonnement Diffusé

Une image est voilée s'il y a un léger noircissement uniforme. Causes : irradiations intempestives (lumière, rayons X diffusés), mauvais traitement du film, film trop vieux ou mal entreposé. Le rayonnement diffusé est une cause majeure de voile.

Règle Générale pour le Contraste

Plus la tension (kV) est élevée, plus le contraste diminue (rayons durs sont diffusés plutôt qu'absorbés, image grise). Plus la tension est faible, plus le contraste augmente (rayons mous sont absorbés). La localisation (diaphragme) et les filtres influencent aussi le contraste.

Technique d'Exposition selon la Tension

• Basse tension (26-) : Pour parties molles et squelette . Bon contraste, détails fins. Ex: extrémités, mammographie.
• Tension moyenne (50-) : Pour squelette . Grille anti-diffusante recommandée -. Ex: abdomen, crâne, rachis, épaule, bassin.
• Haute tension (80--) : Raccourcit le temps de pose (utile pour patients agités). Nécessite grille anti-diffusante. Réduit la dose directe (moins de mAs), mais augmente le rayonnement diffusé, l'image est plus grise (faible contraste). Ex: rachis lombaire profil, thorax, transit baryté.

Technique par Points Janker

Système unifié de mesure pour ajuster la dose en fonction de divers paramètres (corpulence, plâtre, Bucky, DFF). L'unité est le "point Janker" (pts), où 1 point correspond à une variation de 25% de l'intensité de noircissement perceptible par l'œil.

• Intensité du courant () : Doubler les mAs () ou les diviser par deux () change le noircissement de 25%.
• Tension du tube () :
  • Entre et , une augmentation de permet de diviser les mAs par deux.
  • La variation de kV modifie aussi le contraste (image plus grise).
• Distance foyer-film (DFF) : La dose varie avec l'inverse du carré de la distance. Doubler la distance divise la dose par 4 ( mAs).
• Épaisseur de la région à radiographier : d'épaisseur = (sauf poumons : ).
• Grille anti-diffusante : Nécessite une augmentation de - pour compenser l'absorption.

Les appareils peuvent varier en rendement, nécessitant un ajustement (programmation anatomique ou notation manuelle des doses).

La Netteté / Les Flous

La netteté est la capacité à restituer les détails. L'image radiologique n'est jamais exempte de flous. Les flous dépendent du trinôme radiologique :

• Source : Flou de foyer.
• Objet : Flou anatomique, flou de mouvement.
• Détecteur : Flou du détecteur (flou d'écran en analogique).

Flou de Foyer (Géométrique)

Causé par la taille non ponctuelle du foyer. Crée une zone de pénombre aux bords de l'objet. Il est aggravé par :

• La taille du foyer : plus grand foyer = plus grand flou.
• La distance objet-détecteur (DOF) : plus elle est grande, plus le flou est important.
• La distance source-filtre (DSF) : plus elle est petite, plus le flou est important.

Les objets de petit diamètre peuvent disparaître à cause du flou de foyer.

Flou Cinétique (Flou de Mouvement)

Le plus important à combattre (mouvement du patient, respiration, battements cardiaques). Réduction :

• Diminuer le temps de pose (mAs, augmenter kV).
• Diminuer la distance source-détecteur.
• Compression du patient.
• Utiliser le grand foyer.
• Moyens de contention physiques.
• Explications claires au patient (apnée).

Corps Étranger, Artéfacts

Un artéfact est une distorsion de l'image ne reflétant pas l'anatomie ou un objet non présent dans le corps (ex: bijoux, vêtements).

Les Détecteurs Numériques ou Digitaux

Remplacent les films. L'information est fournie à l'ordinateur directement (DR) ou indirectement (CR) pour reconstruire l'image numérique. Les images sont stockées localement et dans un système d'archivage (PACS). Glossaire numérique : PACS, RIS, DICOM, BDT/GDT, DQE (efficacité quantique de détection).

Digital Indirect (CR - Computed Radiography)

Utilise des plaques au phosphore ou ERLM (Écrans Radioluminescents à Mémoire) :

• Couche active de cristaux phosphorescents (lanthanides dopés à l'Europium) absorbant les rayons X.
• Les électrons sont piégés, formant l'image latente.
• La photostimulation par un laser libère les électrons piégés, qui réémettent de la lumière visible (phosphorescence).
• Cette lumière est convertie en signal électrique, puis numérisée par un ordinateur (localisation et intensité pour chaque pixel), formant l'image numérique.

Avantages : réduction de la dose, moins de réexamens, intégration réseau, post-traitement d'images. Inconvénients / précautions : effacement incomplet (nécessite ré-effacement), voilement de la plaque si mauvaise entreposage. Il faut effacer les cassettes régulièrement ( fois/semaine).

Digital Direct (Flat Panel - DR)

Utilise des capteurs plans :

• Conversion indirecte : Les rayons X interagissent avec un scintillateur (Europium, CsI) qui émet de la lumière. Cette lumière est ensuite convertie en signal électrique par une couche de silicium amorphe.
• Conversion directe : Les rayons X sont transformés directement en signal électrique par effet photoélectrique dans une couche de sélénium amorphe.

Les capteurs DR offrent une meilleure résolution (conversion directe) et une bonne efficacité (DQE) avec de faibles doses. L'image apparaît directement sur l'écran en quelques secondes.

Qualité de l'Image Numérique

Définie par :

• Résolution du détecteur : Dépend de la taille de la matrice (nombre de pixels) et de la taille des pixels. Plus la matrice est grande et les pixels petits, plus la résolution est fine.
• Niveaux de gris du détecteur : Chaque pixel reçoit un nombre de bits définissant son niveau de gris (ex: = niveaux de gris).
• Bruit de l'image : Si la dose est insuffisante, l'image est granuleuse ("bruitée"). Trop de dose rend l'image granuleuse et l'os invisible (gris-noir).

Comparaison Image Analogique et Digitale

Caractéristique	Image Analogique	Image Numérique
Contraste	Défini par kV, objet, RX diffusé, gamma du film. Continue, non modifiable après acquisition. niveaux de gris.	Défini par kV, objet, RX diffusé, fenêtrage. ( niveaux de gris). Modifiable par fenêtrage.
Résolution	Flou de foyer, cinétique, mécanique, écran, grain du film ().	Flou de foyer, cinétique, mécanique, pixels (taille ), matrice (), laser (-).
Bruit	Augmente avec la dose. Voile de base.	Augmente avec sous-dosage de kV. Bruit électronique.
Dose	Dépend de la sensibilité écrans/film.	Dépend de la sensibilité du détecteur. Moins de dose, travaille avec plus de kV et moins de mAs.
Avantages	Coût.	Tolérance aux erreurs de dosage, correction facile du contraste/noircissement, annotations, zoom, archivage (PACS, CD), télé-radiologie.
Désavantages	Peu flexible, lent.	Coût.

Sauvegarde et Télé-radiologie

Les images numériques sont sauvegardées sur CD (format DICOM, sans perte de qualité) ou envoyées par e-mail (format JPEG, avec perte de qualité). La télé-radiologie permet l'accès à distance aux images anonymisées via des serveurs sécurisés (VPN). Un index d'exposition (S Wert, EXI) est utilisé pour évaluer si la dose était appropriée. Un index incorrect indique une sur ou sous-exposition malgré l'adaptabilité du numérique ( points de correction possible).

Contrôles de Qualité de l'Image Digitale et de l'Appareillage RX

Un écran de lecture "haute définition" certifié par l'OFSP est obligatoire. L'AM effectue un test hebdomadaire avec une mire de contrôle. Contrôle de l'appareil RX : test de réception (à l'installation), de stabilité (annuel), d'état (tous les 6 ans) par le fournisseur. Le centreur lumineux doit être vérifié annuellement (coïncidence du faisceau et du viseur lumineux).

Dosimétrie

Introduction

Les rayons X sont utiles mais ionisants, pouvant modifier la structure des atomes. La dosimétrie mesure les doses de rayonnements reçues par un individu pour évaluer les risques. La dose délivrée dépend de la durée, du volume irradié, de la sensibilité des organes et de l'agressivité des rayons. Les doses varient de faibles (radios dentaires) à élevées (bassin, colonne vertébrale).

Principe de Base

La "dose" désigne la quantité d'énergie libérée par les rayons dans un organe. Il existe différents types de doses :

• Dose absorbée () : Énergie déposée dans la matière par unité de masse (), exprimée en Gray (Gy). C'est une valeur physique qui ne tient pas compte de la nature du rayonnement ni du tissu.
• Dose équivalente () : Ajuste la dose absorbée en fonction de la nature (agressivité) du rayonnement. []. est le facteur de pondération du rayonnement.

  Type de rayonnement	Facteur W
  Rayons X, Gamma, Bêta	1
  Protons	2
  Alpha	20

• Dose effective () : Évalue l'impact global d'une exposition sur le corps entier, intégrant la nature du rayonnement et la sensibilité des tissus. []. est le facteur de pondération tissulaire.

Pour Aller Plus Loin : Kerma dans l'Air et Influence des Paramètres

Le Kerma () représente la quantité de rayonnement présente à une distance donnée de la source. Mesuré par une chambre d'ionisation, il est exprimé en Gray. Il estime l'impact du rayonnement primaire en l'absence de matière.

La formule montre l'influence des paramètres :

• Quantité de photons augmente avec le charge ().
• Tension () influence également mais moins.
• La dose diminue avec le carré de la distance (loi de l'inverse du carré de la distance). S'éloigner de la source est une mesure de radioprotection essentielle.

Les Dosimètres

Un dosimètre est un dispositif qui enregistre les doses de rayonnements ionisants reçues par un individu. Port obligatoire à la poitrine pour le personnel exposé. Il existe 3 types :

1. Dosimètre badge (passif, thermo-luminescent ou TLD) : Personnel, lecture différée (après exposition), porté à la poitrine (sous le tablier de plomb), ou sur l'abdomen pour les femmes enceintes. Mesure des doses de à .
2. Dosimètre bague (passif, TLD) : Personnel, lecture différée. Pour les mains, utilisé en médecine nucléaire ou pour des activités à risque d'exposition des extrémités ().
3. Dosimètre opérationnel (actif, électronique) : Lecture en temps réel, alarme sonore en cas de dépassement de seuil. Utilisé en zones à forte irradiation (radiologie interventionnelle). Porté par-dessus le tablier de plomb. Mesure à .

Le principe du dosimètre thermo-luminescent (TLD) repose sur le fluorure de lithium qui retient les électrons en état métastable. En chauffant le dosimètre, ces électrons sont libérés sous forme de photons lumineux, dont le nombre est proportionnel à la dose reçue.

Un registre dosimétrique central est tenu par l'OFSP pour le suivi des doses professionnelles. Les grandeurs opérationnelles mesurées sont :

• : dose équivalente à sous la peau (organes profonds).
• : dose équivalente à sous la peau (peau).
• : dose équivalente au cristallin.

Bases Légales et Radioprotection

La radioprotection suisse repose sur les recommandations internationales (CIPR) et est encadrée par la Loi sur la radioprotection (LRaP) et les ordonnances de l'Office Fédéral de la Santé Publique (OFSP).

LRaP (Loi sur la radioprotection)

Protège l'homme et l'environnement des rayonnements ionisants. Elle stipule que toute activité impliquant des rayonnements doit être justifiée par ses avantages et dangers, et optimisée "selon l'état des connaissances scientifiques et techniques".

OFSP

Veille à l'application des lois, élabore la politique de santé. Autorise les installations RX ( ans de validité). Ses tâches incluent : autorisation de cabinets, contrôle des mesures de radioprotection, suivi technique annuel, publication d'ordonnances.

ORaP (Ordonnance sur la radioprotection)

Précise les lois de la LRaP. Elle décrit les 3 principes fondamentaux de la radioprotection, les valeurs limites de dose, les devoirs des titulaires d'autorisation (dosimètres, tabliers plombés), et fixe les Niveaux de Référence Diagnostiques (NRD) pour l'optimisation des doses patient.

Nouvelles versions de l'ORaP introduisent des protections accrues : limites de dose abaissées pour le cristallin, professionnels de l'aviation exposés, audits cliniques obligatoires, prise en compte du radon (), enregistrement des grandeurs dosimétriques.

Exemples de NRD : Thorax PA (), bassin face ().

Ordonnance sur la Dosimétrie

Régit les exigences techniques de la dosimétrie individuelle, incluant le port du dosimètre à la poitrine (abdomen pour femmes enceintes).

Ordonnance sur la Formation en Radioprotection

Fixe les objectifs et exigences de formation et formation continue (ex: assistants médicaux formés en radiologie conventionnelle pour faibles doses, cours complémentaires pour radiographies plus complexes).

Ordonnance sur les Rayons X (OrX)

Définie le blindage des locaux : la dose ambiante ne doit pas dépasser en zones professionnelles non exposées, en zones non-professionnelles. Surveillance par DSN (nucléaire), Suva (industrie/artisanat).

Principes de Base de Radioprotection

La radioprotection est un ensemble de mesures pour protéger l'homme et l'environnement des effets néfastes des rayonnements ionisants, tout en permettant leur utilisation. Objectifs : prévenir les effets déterministes, limiter les effets stochastiques.

Trois principes fondamentaux (ALARA) :

1. Justification : Chaque exposition doit être nécessaire, l'avantage supérieur au risque. Alternatives (échographie, IRM) doivent être considérées. Le médecin en est responsable.
2. Optimisation : Maintenir l'exposition "As Low As Reasonably Achievable" (ALARA). Meilleur compromis entre qualité d'image et dose raisonnable. Pour limiter les effets stochastiques.
3. Limitation : Établir des valeurs limites de dose pour protéger la population et les professionnels. En dessous de ces limites, le risque est acceptable. Aucune limite pour le patient en application médicale.

Limites de Dose

Catégorie de personnes	Dose effective à ne pas dépasser
Professionnellement exposées
Professionnels - ans
Professionnelles enceintes (à partir de la déclaration)
Fœtus
Public
Patient	Pas de limite

Limites supplémentaires pour éviter effets déterministes : cristallin (), peau ().

Zones Contrôlées et Surveillées

• Zone contrôlée : Risque d'exposition constant (ex: médecine nucléaire).
• Zone surveillée : Appareils émettant des rayonnements non en continu (ex: radiologie). Signalisation et voyants lumineux.

Mesures de Protection (TEMPS - DISTANCE - ECRANS)

1. Temps : Limiter la durée d'exposition. La dose est proportionnelle au temps d'exposition.
2. Distance : S'éloigner de la source. La dose diminue avec le carré de la distance ("loi de l'inverse du carré de la distance" ou "loi de Kepler" en radioprotection).
3. Écrans : Utiliser des protections absorbantes (plomb, plexiglas) entre la source et l'utilisateur.

Mesures de protection du personnel : Parois plombées, tabliers plombés ( Pb), protège-thyroïde, lunettes plombées. Le dosimètre surveille mais ne protège pas. S'éloigner du tube et du patient. Une AM enceinte peut travailler avec les RX avec un dosimètre abdominal, dose .

Mesures de protection du patient : Éviter clichés inutiles, utiliser contention pour éviter flou cinétique, diaphragmer au plus près, bon choix des paramètres, grille anti-diffusante si nécessaire seulement, couples écran-film les plus sensibles. Interroger sur grossesse. Utiliser tabliers plombés (selon réglementation interne). Une étude récente en Suisse suggère que le tablier plombé pour le patient n'est plus toujours nécessaire.

Différentes Sources d'Irradiation en Suisse

Chaque Suisse reçoit - en moyenne. Classifications :

• Rayonnement naturel () :
  • Cosmique : particules galactiques/solaires, varie avec l'altitude (avion).
  • Terrestre : radioactivité du sol (K-, uranium/thorium).
  • Propre : ingestion de radionucléides naturels (K- dans aliments).
  • Radon : gaz radioactif du sol, inhalé (particules alpha), forte contribution à l'irradiation naturelle.
  • Le tabac : polonium- et plomb-, irradiation supplémentaire pour les fumeurs.
• Rayonnement artificiel () :
  • Professionnel : médical, universitaire, centrales nucléaires, industrie.
  • Médical : diagnostics/thérapeutiques. Rayons X, CT, médecine nucléaire sont les plus contributeurs à la dose, même si la radiographie dentaire est la plus fréquente. La dose moyenne par habitant est de en Suisse.
  • Autres sources : rejets radioactifs, essais/accidents nucléaires, proximité locaux radioactifs.

Échelles des Doses

Exemples de doses : pour un thorax (équivalent à un vol Paris-New York), pour un CT thorax.

Radiobiologie

Introduction

La radiobiologie est la science qui étudie les effets biologiques des rayonnements, née de l'observation des effets nocifs des rayons X et de la radioactivité.

Irradiation Externe et Interne

• Irradiation externe : Source extérieure au corps (tube RX, source radioactive, rayonnement cosmique). Protection par temps, distance, écrans.
• Irradiation interne : Source à l'intérieur du corps (inhalation, ingestion, pénétration cutanée). Non causée par rayons X. Ex: radon, potassium-. Protection par élimination des déchets, masques, vêtements de protection.

Chaîne d'Effets Radiobiologiques

L'action biologique des radiations débute par un transfert d'énergie à la matière vivante, via collision avec les électrons des biomolécules, provoquant ionisation ou excitation. Ces déséquilibres peuvent entraîner des lésions radio-induites. La gravité dépend de la fréquence du rayonnement.

Dans la cellule, l'énergie des rayonnements est déposée soit :

• Action directe : Le rayonnement frappe directement l'ADN.
• Action indirecte : Le rayonnement frappe l'eau du cytoplasme (radiolyse de l'eau), produisant des radicaux libres (H, OH, peroxydes comme ) qui endommagent l'ADN. L'action indirecte est majoritaire.

La Cellule et l'ADN

L'ADN (acide désoxyribonucléique) est le code génétique, situé dans le noyau des cellules, contrôlant la division et la reproduction cellulaire. L'eau est dans le cytoplasme. Les dommages à l'ADN peuvent venir de facteurs externes non radiologiques : pollution, alcool, tabac, sucres.

Lésions de l'ADN

Les dommages à l'ADN peuvent entraîner : mort cellulaire, altérations, mutations. Le corps peut réparer ou éliminer les cellules endommagées.

Types de lésions :

1. Rupture simple brin : La cellule peut réparer fidèlement (copie du brin intact) ou fautivement (mutation cellulaire, si non éliminée par système immunitaire, peut produire cancers ou malformations).
2. Rupture double brin : Difficilement réparable, très grave. Moins fréquente que simple brin.
3. Changement dans une base : La cellule a un système de réparation. Si non corrigé avant reproduction, l'erreur est transmise (mutation).

Effet du Rayonnement sur la Cellule

Les radiations peuvent endommager deux types de cellules :

• Cellules somatiques : Toutes les cellules du corps, sauf germinales. Leur irradiation entraîne des effets somatiques sur l'individu (ex: cancer, brûlures).
• Cellules germinales : Cellules formant spermatozoïdes/ovules. Leur irradiation peut entraîner des effets génétiques (malformations chez la descendance).

La Radiosensibilité Cellulaire

Degré de sensibilité d'une population cellulaire aux radiations. Influencée par :

• Facteurs intrinsèques :
  • Dose, rapidité, fractionnement de la dose.
  • Superficie exposée, radiosensibilité des tissus.
  • Anomalies génétiques de réparation de l'ADN.
  • Âge (diminue avec l'âge), état de santé général.
  • Espèce irradiée (dose létale humaine ≈ -).
  • Loi de Bergonié et Tribondeau (1906) : Les cellules jeunes, à division rapide, en croissance (enfants), peu différenciées sont les plus radiosensibles. Ex: cellules hématopoïétiques, cellules souches, cellules embryonnaires.
• Facteurs extrinsèques :
  • Radioprotecteurs : Substances chimiques (ex: cystéamine) qui captent les radicaux libres, limitant les dommages à l'ADN. Leur utilisation est limitée par leur toxicité.
  • Radiosensibilisateurs : Substances (ex: oxygène) qui augmentent la radiosensibilité des cellules. L'oxygène peut fixer des lésions autrement réparables.
  • Température : Une élévation de la température augmente la radiosensibilité (agitation moléculaire, inhibition de réparation).
  • Nature du rayonnement et TEL (Transfert d'Énergie Linéique) : Le TEL est l'énergie moyenne transférée par unité de longueur. Plus le TEL est grand, plus les dégâts biologiques sont importants localement. (ex: particules alpha ont un très fort TEL).
  • Cycle cellulaire : La phase de mitose est la plus sensible, la phase de synthèse est la plus résistante.

Tissus les plus sensibles : embryonnaires, hématopoïétiques, gonades, moelle osseuse, muqueuse intestinale, cristallin, thyroïde, rate, thymus, poumons, estomac. Chez l'enfant : moelle osseuse, cartilage de conjugaison, poitrine.

Tissus moyennement sensibles : seins, épiderme, peau, vessie, œsophage.

Tissus les moins sensibles : nerveux, pancréas, foie, cœur, muscle, os.

Effets des Rayonnements Ionisants

Deux grandes classes d'effets :

1. Effets déterministes :
   • Liés directement à la dose absorbée.
   • La gravité augmente avec la dose.
   • Il existe un seuil de dose ( corps entier, mais varie par organe) en dessous duquel aucun effet clinique n'apparaît.
   • Effets immédiats (heures à semaines) : érythème cutané, diminution spermatozoïdes, stérilité, cataracte, mort.
   • La dose absorbée est la grandeur utilisée pour les décrire.
2. Effets stochastiques :
   • Se produisent de manière aléatoire (par "hasard").
   • Pas de seuil de dose : même une faible dose peut avoir un effet.
   • La probabilité d'apparition est proportionnelle à la dose, mais la gravité est indépendante de la dose.
   • Effets tardifs (années plus tard) : induisent des cancers et des mutations génétiques.
   • Les limites de dose sont fixées pour limiter ces effets à un niveau acceptable.

Syndrome de l'Irradiation Aiguë (SIA)

Combinaison de syndromes après irradiation corps entier à forte dose.

• Syndrome initial : premières . Nausées, vomissements, fatigue (). Diarrhées, fièvre, céphalées (). Érythème (-).
• Phase latente : entre initial et symptômes majeurs, sa durée dépend de la dose.
• Phase d'état : trois syndromes majeurs :
  • Hématopoïétique () : Destruction des cellules souches de la moelle osseuse. Diminution des cellules sanguines (lymphocytes, leucocytes, érythrocytes, thrombocytes). Risque important de décès.
  • Gastro-intestinal (-) : Atteinte du tube digestif (diarrhées, douleurs abdominales, hémorragies, septicémie). Mort en - semaines.
  • Neuro-vasculaire () : Atteinte du cerveau et système nerveux. Désorientation, ataxie, convulsions, coma. Mort en quelques jours.

Syndrome d'irradiation localisée : peau est un tissu très radiosensible. Érythème, desquamation, nécrose. La gravité dépend de la dose et de la zone.

Irradiation Fractionnée et Prolongée

Pour des effets bénéfiques (radiothérapie), les rayons doivent être délivrés sur plusieurs séances (fractionnées) et semaines (prolongées). Cela permet aux tissus sains de se régénérer tout en détruisant les cellules cancéreuses.

La Radiothérapie

Utilisation des rayonnements ionisants (rayons X, gamma, électrons) pour traiter les cancers. Objectif : détruire les cellules cancéreuses en limitant les dommages aux tissus sains.

• Curative : Vise la guérison, doses élevées sur plusieurs semaines.
• Palliative : Ralentit la maladie, doses plus faibles sur courte durée.
• Symptomatique : Soulage un symptôme (ex: compression médullaire), dose unique concentrée.

Déroulement : planification (CT pour localiser tumeur, définir volume à irradier et structures à protéger), marquage (tatouages ou moulages) pour positionnement précis. Durée d'une séance : - minutes, plusieurs semaines (5 jours/semaine).

Effets secondaires : Fatigue et réactions cutanées (érythème, irritation) sont quasi systématiques mais temporaires.

Effet Radiologique Tératogène (Femme Enceinte)

Le fœtus est très sensible aux radiations (cellules peu différenciées, division rapide, long avenir caryocinétique). Risques : mort embryonnaire/fœtale, malformations, cancers, troubles du développement.

Le seuil de dose pour ces effets est de au fœtus.

Risque varie selon le stade de développement :

• Phase pré-implantatoire (0- jours) : Règle du "tout ou rien". Mort embryonnaire ou réparation. Conduit à fausse couche.
• Phase de l'organogenèse (10 jours- semaines) : Stade le plus radiosensible. Formation des organes. Risque de malformations (squelette, système nerveux) ou cancers futurs.
• Phase fœtale (9 semaines- mois) : Radiosensibilité diminue. Risque de diminution du QI au cours des premiers mois, puis diminue.

En résumé, le risque est élevé durant le 1er trimestre, puis diminue. Une AM enceinte peut travailler avec les RX avec un dosimètre abdominal, ne dépassant pas .

Autres Procédures d'Imagerie Médicale / Agents de Contraste Radiologique

L'Image Médicale : Introduction

L'imagerie médicale est essentielle pour le diagnostic, les interventions et le suivi. Elle utilise différentes modalités, chacune avec ses avantages et inconvénients. Le choix dépend de la région, de la pathologie, des contre-indications, du temps et de l'âge du patient.

Technicien/ne en Radiologie Médicale (TRM)

Réalise les examens, prend en charge le patient, l'informe, pose des voies veineuses, administre des médicaments sous ordre médical, contrôle l'état du patient.

Le Médecin Radiologue

Établit le diagnostic à partir des images, est en contact avec le patient pour les examens interventionnels ou échographies, rédige des rapports.

Annoncer un Examen dans un Institut de Radiologie

Une demande d'examen remplie par un médecin est obligatoire. Informations importantes : créatinine récente (pour produits de contraste), bilan de coagulation (pour ponctions/biopsies), contre-indications pour l'IRM. L'annonce doit être présente au moment de l'examen. Peut être transmise digitalement (HIN, formulaires) ou donnée au patient.

Le rapport est envoyé par e-mail, les images consultables en ligne ou sur CD.

Examens Radiologiques sans Contraste

• Mammographie : Visualisation des seins, recherche de tumeurs. Examen de référence pour le cancer du sein ( fois tous les ans à partir de ans). Nécessite une compression mammaire. Préparation : rendez-vous après les règles (moins de sensibilité).
• Radioscopie ou fluoroscopie : Visualisation des organes en mouvement, en temps réel (examen cinétique). Principe similaire à la radiographie mais avec un récepteur (amplificateur de brillance + caméra). Qualité inférieure mais réduction de dose (4-10 fois). Utilisations : œsophage, estomac, intestins, vaisseaux sanguins, procédures interventionnelles (réduction de fracture, pose cathéter, infiltrations).

Examens avec Produit de Contraste

Les produits de contraste sont des substances qui augmentent le contraste des images, mettant en évidence les différences de densité.

Types d'administration et produits :

• Orale/rectale : Sulfate de baryum, Telebrix gastro.
• Intraveineuse/artérielle : Contrastes iodés hydrosolubles, gadolinium (pour IRM).
• Intra-articulaire : Contrastes iodés (iopamiro) ou gadolinium (Artirem).
• : Alternative pour angiographies.

L'iode et le baryum sont visibles aux RX grâce à leur Z élevé. Le gadolinium a des propriétés magnétiques. Risques et allergies : Ce sont des médicaments, peuvent créer des effets indésirables (érythème localisé à choc anaphylactique). Risque allergique surtout avec produits iodés IV.

Précautions :

• Créatinine récente (- mois) ou DFGe pour CT/IRM avec contraste.
• Signaler terrain allergique (pré-médication possible : Tavegyl, cortisone).
• Insuffisance rénale : hydratation avant l'examen.
• Diabétiques sous antidiabétiques oraux : tester fonction rénale une semaine avant.
• Hyperthyroïdie : éviter iode (stimule thyroïde).
• Après l'examen : boire plus pour élimination rénale.
• Sulfate de baryum : ne doit pas passer dans le sang ou les poumons (risque de perforation/aspiration).

Produit de Contraste à Base de Gadolinium (pour IRM)

Moins allergène que l'iode, mais peut causer des réactions sévères. Néphrotoxique pour insuffisants rénaux (nécessite préparation). Permet visualisation des vaisseaux, détection tumeurs, fonction reins/foie.

Introduction aux Images en Coupes

L'imagerie médicale acquiert des informations en 3D, mais les visualise en 2D (images de coupe) :

• Coupe frontale (coronale) : Vue de face. Côté droit du patient est à gauche de l'image.
• Coupe sagittale : Vue de profil.
• Coupe transverse (axiale) : Vue de dessous (depuis les pieds). Côté droit du patient est à gauche de l'image.

Le Scanner (CT - Computed Tomography)

Utilise les rayons X pour mesurer les densités dans une tranche du corps (coupe axiale). Un tube RX tourne autour du patient, des milliers de détecteurs mesurent l'intensité résiduelle, puis un ordinateur reconstruit l'image. Les densités sont traduites en niveaux de gris. Permet aussi des reconstructions coronales et sagittales.

Indications : Cérébrale, tumeurs, squelette, poumons, abdomen, cœur. Nombreuses, dépendent des pathologies recherchées.

Préparation du patient :

• À jeun (2h sans manger) si injection IV de contraste.
• Boisson de contraste diluée pendant pour examen abdominal.
• Pose d'une voie veineuse pour injection IV de contraste (sauf fracture/calcul rénal). Sensations normales : chaleur, goût métallique, envie d'uriner.
• Opacification rectale possible.

Durée : min à (moyenne ), plus de préparation si boisson de contraste.

Déroulement : Patient sur table (généralement sur le dos), centré dans la machine. Images de repérage (scout) + acquisition des images synchronisée avec injection de contraste. Immobilité essentielle.

Contre-indications :

• Produits de contraste iodés : créatinine élevée, allergie, hyperthyroïdie.
• Grossesse (dose X10 par rapport à radio standard).
• Patient trop lourd (limite technique du plateau).
• Patient agité (sédation possible).

L'IRM (Imagerie par Résonance Magnétique)

Appareil lourd produisant un champ magnétique puissant (-) et des ondes radio. Pas de radiations ionisantes. Fonctionne en alignant les protons d'hydrogène (eau) du corps dans le champ magnétique, puis en les perturbant avec des ondes radio. La restitution du signal par les protons est captée, analysée et reconstruite en images. Images en coupes dans tous les plans. Aucun effet nocif démontré (mais prudence femme enceinte).

Indications : Cérébrale, articulations, colonne vertébrale, organes, cœur, tissus mous (peu pour fractures).

But (Arthro-IRM) : Visualisation des articulations (capsule, muscles, ligaments). Procédure en 2 étapes : ponction de l'articulation sous scopie et injection de contraste (iodé ou gadolinium), puis IRM.

Préparation :

• À jeun avant (pour crâne, abdomen, angiographies si contraste).
• Pour arthro-IRM, ne pas conduire après l'examen.
• Boisson de contraste possible pour certains examens abdominaux.
• Questionnaire de sécurité, retrait de tout objet métallique (montres, bijoux, cartes, téléphones, maquillage...).

Durée : à (moyenne ).

Déroulement : Patient sur table (généralement sur le dos), partie du corps à examiner centrée. Images de repérage, puis séquences nécessitant immobilité. - séquences par examen.

Contre-indications (interactions champ magnétique/objets métalliques) :

• Matérielles (MR Unsafe) : Pacemaker, prothèses (>15 ans), pompe à insuline, stimulateur nerveux, éclats métalliques, agrafes récentes, filtre de veine cave, implants cochléaires. Tatouages récents/piercings peuvent être problématiques.
• Pratiques : Claustrophobie (sédation, hypnose, IRM ouverte), patient trop lourd (diamètre > ).
• Produit de contraste (gadolinium) : Moins allergène que l'iode, mais réactions sévères possibles. Néphrotoxique pour insuffisants rénaux.

L'Ultrason – Le Doppler

Utilise des ultrasons (ondes sonores inoffensives et inaudibles) émis par une sonde. Les ondes réfléchies (échos) forment une image en coupe. Le renouvellement rapide donne une image dynamique. Pas de rayons X.

Un gel conducteur est appliqué pour assurer le contact. Le Doppler utilise le changement de fréquence des US (effet Doppler) sur un objet en mouvement (globules rouges) pour mesurer leur vitesse et direction, visualisant ainsi le flux sanguin (utile pour rétrécissements ou obstructions vasculaires).

Indications : Abdomen (enfant/adulte), fœtus, cerveau du nouveau-né, parties molles (musculature, articulations, seins). Guidage de ponctions. Coût faible, pas de contraintes techniques majeures, souvent utilisée en première intention. Des produits de contraste US existent.

Préparation : Vessie pleine pour petit bassin. À jeun pour vésicule biliaire. Pas de contre-indications. Durée -. Un bilan de coagulation est nécessaire pour biopsies/ponctions.

La Médecine Nucléaire (MN)

Principe : Administration d'un radiotraceur (substance radioactive émettant gamma ou bêta) couplé à un vecteur pharmaceutique qui se fixe sur un organe spécifique. Le patient émet un rayonnement détecté par une caméra pour obtenir des images (statiques ou dynamiques) montrant la distribution du produit dans le corps. Fournit des images physiologiques plutôt qu'anatomiques.

Radiotraceurs courants : Technétium 99m, Iode 131, Fluor 18 (pour PET scan).

Indications : Pathologies fonctionnelles (cardiologie, ostéoarticulaire, pneumologie, oncologie, urologie). Complète les autres approches.

Préparation : Variable selon l'examen. Souvent, injection du radiotraceur - avant, puis acquisition des images sous gamma-caméra (immobilité essentielle). Patient reste radioactif après, doit éviter contacts proches (femmes enceintes, enfants) et lieux publics pendant environ (selon demi-vie isotope).

PETSCAN (Tomographie par émission de positons) : Souvent associé au CT ou IRM. Utilise Fluor 18 pour étudier le métabolisme cellulaire. Les images physiologiques du PET sont superposées aux images anatomiques du CT/IRM pour un diagnostic plus précis en oncologie. Préparation : à jeun strict et pas d'efforts physiques depuis la veille au soir.

La Radiothérapie

Utilisation des rayonnements ionisants (X, gamma, électrons) à des fins thérapeutiques ou palliatives. Traitement local vise à détruire la tumeur ou les cellules cancéreuses résiduelles. Peut être externe (accélérateur linéaire, source au cobalt) ou interne (curiethérapie).

Radiothérapie curative : grosses doses, plusieurs semaines. Palliative : doses plus faibles, courte durée. Symptomatique : dose unique concentrée. Planification : CT de la région et simulation 3D pour définir volume à irradier, structures à protéger, et points de centrage marqués sur la peau.

Déroulement : Séances de quelques minutes, jours/semaine, sur - semaines. Effets secondaires : temporaires. Fatigue et réactions cutanées (érythème) sont les plus fréquents.