Qu'est-ce que la tomodensitométrie?

Le tomodensitométrie ou la tomographie axiale informatisée (TDM ou TDM) est une technique d'imagerie permettant d'observer différentes parties internes du corps. Il est principalement utilisé pour détecter des anomalies dans la structure de l'organisme et effectuer des diagnostics.

Il fonctionne à travers la combinaison d'une série d'images radiographiques prises sous différents angles. Plus tard, ils sont traités par des ordinateurs pour créer des images transversales (axiales) du corps.

Les rayons X sont des rayonnements électromagnétiques qui passent à travers les corps opaques pour produire des images. Les images radiographiques montrent l'intérieur du corps dans des tons noir et blanc, chaque type de tissu absorbant différentes quantités de rayonnement.

Des images plus détaillées des structures internes sont obtenues avec la tomodensitométrie. Cela permet au professionnel de la santé de regarder à l'intérieur du corps, ressemblant à une pomme lorsque nous le coupons en deux.

Les premiers scanners ne réalisent qu'une seule coupe à la fois, mais la plupart des scanners modernes fonctionnent simultanément. Cela peut varier de 4 à 320 coupes. Les machines les plus récentes peuvent atteindre 640 coupes.

Cette procédure a entraîné une véritable révolution dans le radiodiagnostic depuis la découverte des rayons X. Les tissus mous, les vaisseaux sanguins et les os peuvent être observés dans différentes zones du corps.

La tomodensitométrie a été développée par l'ingénieur britannique Godfrey Hounsfield et l'ingénieur américain Allan Cormack. Pour leur travail, ils ont reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine en 1979.

Cette technique est devenue un pilier fondamental dans le diagnostic des maladies médicales. Avec elle, vous pouvez obtenir des images de la tête, du dos, de la moelle épinière, du cœur, de l'abdomen, des genoux, de la poitrine, etc.

Presque tous les domaines de la médecine ont bénéficié de l'application de cette technique, ce qui a permis d'abandonner d'autres procédures ennuyeuses, dangereuses et douloureuses. Surtout, quand il est vérifié que la tomodensitométrie fournit un diagnostic plus sûr, plus simple et moins coûteux.

L'un des domaines où la tomodensitométrie a eu le plus d'impact est l'exploration du système nerveux. Il y a quelques années, la possibilité d'obtenir des images du cerveau avec une telle précision était impensable.

Cela a permis une percée dans les connaissances existantes sur le fonctionnement du cerveau.

Comment est le mécanisme de la tomodensitométrie?

Le premier appareil de tomographie informatisé qui a fonctionné efficacement et avait une application clinique a été réalisé par Hounsfield en 1967. Cet ingénieur a travaillé pour la société EMI, qui était dédiée à la production de disques et de dispositifs musicaux.

Hounsfield a voulu reconstituer la densité radiologique du corps humain à partir d'un certain nombre de mesures issues de la transmission d'un faisceau de rayons X.

Il a pu démontrer que cela était possible en utilisant des doses modérées de rayonnement. Cela pourrait atteindre une précision de 0,5%, ce qui était de loin supérieur aux procédures radiologiques normales.

Le premier appareil a été installé à l'hôpital Atkinson Morley en 1971. En 1974, à l'université de Georgetown, le premier tomodensitogramme complet a été acquis.

Depuis, ils se sont améliorés et il y a aujourd'hui plusieurs fabricants. Les appareils actuels coûtent entre 250 000 et 800 000 € environ.

Les rayons X traversent les matériaux et les images résultantes dépendent de la substance et de l'état physique des matériaux. Il y a des tissus radiolucents, c'est-à-dire qu'ils permettent aux rayons X de passer et qu'ils paraissent noirs. Alors que les substances radio-opaques absorbent les rayons X et paraissent blanches.

Dans le corps humain, 4 densités peuvent être observées. La densité de l'air (hypodense) est observée en noir. La densité de graisse (isodense) est observée en gris. La densité osseuse (hyperdense) est blanche. La densité de l'eau peut être vue en noir grisâtre, bien que si vous ajoutez un produit de contraste, il semble blanc.

Le produit de contraste est une substance ingérée ou injectée afin de mieux voir les structures à explorer.

Les niveaux de radioactivité des tissus humains sont mesurés en échelles des unités Hounsfield (HU), en hommage à son créateur.

La tomodensitométrie est basée sur la disposition de différents faisceaux de rayons X à différents angles appliqués à la zone à observer.

Éléments de tomodensitométrie

L'équipement utilisé dans la tomodensitométrie est composé de trois systèmes:

Système de collecte de données

Ce sont les éléments utilisés dans l'exploration du patient. Il est composé d'un générateur haute tension similaire à celui utilisé en radiologie traditionnelle. Cela permet l'utilisation de tubes à rayons X qui tournent à grande vitesse.

Un support est également nécessaire, c'est-à-dire une civière où se trouve le patient et les mécanismes qui le déplacent. Cette civière est essentielle car elle permet au patient d'être à l'aise et de ne pas bouger.

Le matériau de la civière ne devrait pas interférer avec les rayons X, c'est pourquoi la fibre de carbone est utilisée. Son moteur est très précis et lisse, de sorte qu'il ne rayonne pas deux fois la même surface.

Un autre élément est le tube à rayons X qui génère des rayonnements ionisants, similaire aux radiographies traditionnelles. Il existe également des détecteurs de rayonnement qui transforment les rayons X en signaux numériques qu'un ordinateur peut traduire. Ils sont situés sous la forme d'une couronne, autour du trou où le patient est placé.

Système de traitement de données

Il s'agit essentiellement de l'ordinateur et des éléments utilisés pour communiquer avec lui (moniteur, clavier, imprimante, etc.)

L'ordinateur, à partir des signaux collectés, effectue des calculs mathématiques qui sont stockés. Cela permet sa visualisation et sa modification ultérieure.

Dans les premiers tests effectués par Hounsfield, les appareils ont nécessité près de 80 minutes pour reconstruire chaque image. Actuellement, selon le format de l'image, l'ordinateur résout quelque 30 000 équations simultanément pour reconstruire une image. C'est pourquoi vous avez besoin d'un équipement puissant.

La technologie a permis au calcul d'effectuer la reconstruction d'une image en 1 seconde environ.

Les ordinateurs actuels étant numériques, l'utilisation d'une image doit être réduite à un ensemble de chiffres contenant le maximum d'informations possibles. Pour ce faire, l'image est divisée en petits carrés établissant une matrice.

Chaque carré s'appelle un "pixel", et l'information de chacun est une valeur numérique. Il contient des nombres qui représentent son emplacement sur l'axe X et sur l'axe Y de la matrice. Egalement d'un troisième axe qui indique le niveau de gris.

Ainsi, il est possible de réduire les informations existantes sur l'image en nombres. Plus les carrés de la matrice sont petits et plus le nombre de gris est élevé, plus les informations fournies seront détaillées et plus l'image ressemblera.

En tomodensitométrie, les matrices les plus utilisées sont 256 x 256 et 512 x 512 pixels. Les carrés qui composent la matrice sont nombreux. Par exemple, dans une matrice de 256 x 256, nous aurions 65 536 pixels.

Système de présentation et de stockage des données

Les données sont affichées sur les écrans. Certaines équipes en ont deux, une pour le technicien qui effectue le test et une autre pour le médecin qui étudie ou modifie l'image obtenue.

Différents mécanismes sont également utilisés pour enregistrer les images et les archiver. Les rayons X peuvent être imprimés d'une manière similaire à la procédure de développement conventionnelle.

Évolution

La tomodensitométrie résout certains problèmes de radiographie conventionnelle. Bien qu'il soit possible de distinguer 4 niveaux de densité dans les images (air, eau, graisse et calcium), en CT, vous pouvez obtenir jusqu'à 2 000 densités de gris.

En radiologie conventionnelle, une image à trois axes dans l'espace est obtenue sur un film en deux dimensions. Cela implique la superposition des éléments radiographiés. En CT, une image beaucoup plus précise des trois axes est obtenue, éliminant la superposition.

Plus les balayages exploratoires effectués par le système sont importants, plus les données sont nombreuses et plus fidèles à la réalité. Cependant, le nombre de scanners est limité par le temps nécessaire pour les réaliser, ainsi que par l'exposition du patient aux rayonnements. Comme il est dangereux de le recevoir longtemps.

Pour toutes ces raisons, les systèmes de tomographie informatisés se sont améliorés à chaque fois, passant par les processus suivants:

Première génération

La première génération de CT consistait en un faisceau de rayonnement mince et étroit avec un seul détecteur. Les balayages étaient larges et l'exploration a duré un peu plus de 4 minutes.

Après avoir déplacé le tube de détection, un autre balayage a été effectué pour couvrir toute la zone. Ces données ont été stockées dans l'ordinateur.

Deuxième génération

La deuxième génération se caractérise par le plus grand nombre de détecteurs (30 ou plus). Cela a permis des temps de traduction de 18 secondes, avec lesquels vous pourriez obtenir de bons résultats.

Troisième génération

La troisième génération a développé une couronne de détecteurs fixes. Il se compose d'un arc de plus de 40 degrés.

Les mouvements de translation du tube sont supprimés et ne font que pivoter. Avec ce développement, des temps de 4 secondes ont été atteints.

Aujourd'hui, la tomodensitométrie hélicoïdale a été développée, dans laquelle il existe une exposition continue à travers de nombreux détecteurs. La civière du patient se déplace également avec une grande précision.

Cela permet en quelques secondes de réaliser des coupes tomographiques de tout le crâne ou du thorax. De plus, des systèmes informatiques avancés permettent de traiter ces données presque immédiatement.

Les tomographes les plus modernes permettent de générer des images tridimensionnelles à partir d'informations extraites de tranches tomographiques bidimensionnelles.

Comment ça se passe?

Pour effectuer la procédure, le patient doit retirer tout métal ou tout autre élément pouvant interférer avec l'examen, comme des lunettes ou des prothèses dentaires.

Le professionnel de la santé peut fournir au patient un colorant spécial appelé produit de contraste. Il aide à détecter plus clairement les structures internes par les rayons X.

Le matériau de contraste est blanc dans les images, ce qui permet de mettre en évidence les vaisseaux sanguins, les tissus ou d’autres structures. Le produit de contraste peut être fourni sous forme de boisson ou injecté dans le bras. Exceptionnellement, les œdèmes sont utilisés et doivent être insérés dans le rectum.

Le patient doit s'allonger sur la civière. Les médecins et les techniciens sont situés dans une pièce attenante, la salle de contrôle. C'est l'ordinateur et les moniteurs. Le patient peut communiquer avec eux via un interphone.

La civière glisse facilement à l'intérieur du scanner et l'appareil à rayons X tourne autour du patient. Chaque rotation génère de nombreuses images de coupures sur votre corps.

La procédure peut durer de 20 minutes à 1 heure. Il est essentiel que le patient soit complètement immobile pour que le mouvement n'affecte pas l'exploration.

Par la suite, le radiologue examinera les images. C'est un médecin spécialisé dans le diagnostic et le traitement de maladies basées sur des techniques d'imagerie.

Applications

La tomodensitométrie a de nombreuses applications dans presque tous les domaines de la médecine, et est également utile dans les neurosciences.

Il est particulièrement utilisé pour explorer le cou, la colonne vertébrale, l'abdomen, le bassin, les bras, les jambes, etc.

En outre, des images d'organes internes du corps tels que le foie, le pancréas, les intestins, les reins, la vessie, les glandes surrénales, les poumons, le cœur, le cerveau, etc. peuvent être obtenues. Il peut également analyser les vaisseaux sanguins et la moelle épinière.

Les principales applications de la tomodensitométrie sont:

- TDM du thorax: Il peut détecter des problèmes dans les poumons, le cœur, l'œsophage, l'artère aortique ou les tissus du centre de la poitrine. De cette façon, vous pouvez trouver des infections, un cancer du poumon, une embolie pulmonaire et des anévrismes.

- abdomen CT: Avec cette procédure, vous pouvez trouver des abcès, des tumeurs, des infections, des ganglions lymphatiques élargis, des corps étrangers, des saignements, une appendicite, une diverticulite, etc.

- TDM des voies urinaires: La tomodensitométrie des reins, des uretères et de la vessie est appelée urographie. Avec cette technique, vous pouvez trouver des pierres dans les reins, les calculs de la vessie ou des obstructions dans les voies urinaires.

La pyélographie intraveineuse (IVP) est un type de tomodensitométrie qui utilise un produit de contraste pour rechercher des obstructions, des infections ou d'autres maladies des voies urinaires.

- TDM du foie: De cette façon, vous pouvez trouver des tumeurs, des hémorragies ou d'autres maladies dans le foie.

- CT pancréas: Il est utilisé pour trouver des tumeurs dans le pancréas ou une inflammation du pancréas (pancréatite).

- CT de la vésicule biliaire et les voies biliaires: il peut être utile de trouver des calculs biliaires, bien que les ultrasons soient généralement utilisés.

- TC pelvis: détecter les problèmes dans les organes qui se trouvent dans cette zone. Chez les femmes, il est utilisé pour explorer l'utérus, les ovaires et les trompes de Fallope. Pour l'homme, la prostate et la vésicule séminale.

- Bras ou jambe TC: Avec cela, vous pouvez détecter des problèmes dans l'épaule, le coude, la main, la hanche, le genou, la cheville, le pied. Cela permet de diagnostiquer les désordres musculaires et osseux sous forme de fractures.

- D'autre part, la tomographie est un guide essentiel pour planifier des chirurgies ou radiothérapies.

- Il est également utile de contrôler la efficacité des traitements qui sont en cours d'exécution.

- La tomodensitométrie cérébrale permet également de détecter les saignements, les lésions cérébrales ou les fractures du crâne. Il est utilisé pour diagnostiquer les anévrismes, les caillots sanguins, les accidents vasculaires cérébraux, les tumeurs, l'hydrocéphalie, ainsi que les malformations ou les maladies du crâne.

Les risques

Il y a très peu de risques liés à la tomodensitométrie. Toutefois, le risque de cancer peut être accru car, dans cette procédure, l'exposition aux rayonnements ionisants est plus élevée que dans les radiographies conventionnelles.

Ce risque est très faible s'il n'y a qu'une seule exploration. Le risque augmente pour les enfants, surtout s'il est fait sur la poitrine et l'abdomen.

Des réactions allergiques au produit de contraste peuvent également se produire. principalement à un composant spécifique, l'iode. Dans tous les cas, la plupart des réactions sont très légères et peuvent entraîner des éruptions cutanées ou des démangeaisons. Pour contrer cela, le médecin peut prescrire un médicament pour les allergies ou les stéroïdes.

Cette analyse n'est pas indiquée pour les femmes enceintes car elle peut nuire au bébé. Dans ces cas, un autre test peut être recommandé, tel que l'échographie ou l'imagerie par résonance magnétique.

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