IMAGERIE MÉDICALE

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Scanner X

Vers la fin des années 1960, un médecin neurologue américain, le Dr Oldendorf, cherchait désespérément à obtenir une image directe du cerveau par rayons X. Sur le plateau d'un phonographe, il avait disposé des objets de densité différente et démontré que l'on pouvait déterminer leur position sur ce plateau à partir d'un nombre suffisant de projections. Oldendorf touchait presque à la solution, mais il lui manquait la technologie et un appui industriel : en radiologie, il est peu de génies solitaires. En Angleterre, à la même époque, un autre neuroradiologiste, Ambrose, rencontrait à un repas d'universitaires un ingénieur et physicien, Hounsfield, et lui soumettait le même problème. On connaît la suite, et le développement du premier scanner par la firme E.M.I., qui n'avait rien à voir avec la médecine, et qui ne put, par la suite, lutter contre les géants du matériel d'imagerie. Mais cette histoire est exemplaire à plus d'un titre : ce sont deux médecins qui eurent l'idée initiale de la recherche (beaucoup pensent d'ailleurs qu'Oldendorf a été injustement écarté des honneurs). Celui des deux qui a pu rencontrer l'ingénieur capable de répondre à sa demande a gagné la course – mais pas le prix Nobel. Comme dans presque toutes les inventions médicales, un contact interdisciplinaire a été le révélateur. Il s'est heureusement associé au génie d'un Hounsfield, mais ce dernier n'a pu développer l'invention imprévue que dans la liberté d'un laboratoire où l'on acceptait des recherches non planifiées.

Imagerie médicale : le premier dispositif scannographique

Photographie : Imagerie médicale : le premier dispositif scannographique

Une étonnante pièce de collection radiologique : il s'agit du modèle de scanner expérimental utilisé par G.N. Hounsfield en 1971 à Wimbledon (Royaume-Uni). 

Crédits : Collection Guy Pallardy

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Par une schématisation malheureuse, cet appareil de « computerized tomography » (C.T.) est devenu en France le « scanner ». Le nom savant de tomodensitomètre n'est guère employé dans le public. Les tentatives académiques pour imposer scanographe ou scanneur n'ont guère réussi hors des ministères. Comme il existe beaucoup de « scanners », l'usage est aujourd'hui d'ajouter le X (de rayons X), qui marque sa particularité.

Le principe du scanner X tient en deux temps : analyse multi-angulaire, puis reconstruction mathématique.

À l'instant t, correspondant à une incidence angulaire θ, les récepteurs recueillent un « profil d'intensité ».

L'angle θ change, un nouveau profil est acquis et enregistré et ainsi de suite, de degré en degré, en pivotant autour du sujet examiné. À la fin de la rotation, l'ordinateur recalcule l'intensité de chacun des éléments (picture-cells ou pixels) de la coupe, et reconstitue l'image anatomique.

La base de l'image du scanner X est le calcul du coefficient d'atténuation des rayons X dans chaque « voxel » (volume élémentaire correspondant dans la coupe au pixel de l'image) et l'affectation d'un niveau de gris à la valeur mesurée. Les performances varient avec les appareillages, mais un bon scanner X peut, en moins de deux secondes, donner des images (fig. 1) dont le pixel est inférieur au millimètre et le contraste minimal de l'ordre de 0,4 p. 100.

Le scanner X est un appareil à diffusion restreinte par des contraintes administratives (liste des « équipements lourds »). Longtemps confiné aux examens cranio-cérébraux, le scanner X a envahi tous les secteurs de la médecine, y compris la tomographie analogique qui tend à disparaître.

Ses indications médicales et ses résultats demeurent très larges, mais sont aujourd'hui concurrencés par l'imagerie par résonance magnétique nucléaire. Leurs caractéristiques sont comparativement les suivantes :

– scanner rayons X : radiations ionisantes, mise en rotation de l'appareillage, orientation transversale des plans de coupe, résolution spatiale fixée par les détecteurs, acquisition en quelques secondes ;

– I.R.M. : champs électromagnétiques, appareillage sans éléments mobiles, orientation quelconque des plans de coupe par sélection électronique, résolution spatiale fixée par le temps de mesure et acquisition en quelques minutes.

Imagerie médicale : un appareil d'exploration I.R.M.

Photographie : Imagerie médicale : un appareil d'exploration I.R.M.

À partir des études théoriques de F. Bloch et E.M. Purcell (1946) sur le comportement du proton dans un champ magnétique va se développer une nouvelle technique, l'imagerie par résonance magnétique, qui est aujourd'hui un instrument incontournable de diagnostic médical. 

Crédits : Collection Guy Pallardy

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Imagerie médicale : enregistrement I.R.M.

Photographie : Imagerie médicale : enregistrement I.R.M.

Le médecin dispose d'une console reliée à l'instrument d'exploration I.R.M. qu'il commande à distance et il reçoit sur un écran de télévision une image dont il peut moduler les qualités de façon à affiner son diagnostic. 

Crédits : Collection Guy Pallardy

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Tandis que le scanner X donne une carte anatomique avec effet de masque osseux, l'I.R.M. fournit une carte anatomique et chimique avec transparence du squelette, mais apparence significative des tissus mous.

En 1989, les indications neurologiques de première ligne du scanner X, pour lesquelles il est égal ou meilleur que l'I.R.M., étaient les suivantes : syndrome tumoral, avec ou sans hypertension intracrânienne, localisé à la convexité ; traumatologie aiguë ; suspicion de méningiomes ou de tumeurs calcifiées ; lésions vasculaires ; lésions maxillo-faciales.

Imagerie médicale : un des premiers scanners

Photographie : Imagerie médicale : un des premiers scanners

Il s'agit ici d'un scanner (EMI-Scanner) de première génération, assez inconfortable à vrai dire, permettant la détection de lésions des tissus cérébraux. 

Crédits : Collection Guy Pallardy

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On notait par ailleurs comme indications de p [...]

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Imagerie médicale : de 1896 à 1920

Imagerie médicale : de 1896 à 1920
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Imagerie médicale : de 1920 à 1960

Imagerie médicale : de 1920 à 1960
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Imagerie médicale : de 1960 à nos jours

Imagerie médicale : de 1960 à nos jours
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  • : professeur, maître de conférences agrégé, chef du service de radiologie à l'hôpital Saint-Louis, Paris

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Maurice LAVAL-JEANTET, « IMAGERIE MÉDICALE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/imagerie-medicale/