TOMODENSITOMÉTRIE

La tomodensitométrie (T.D.M.), ou scanographie, est une image numérique représentant des coefficients d'atténuation du rayonnement obtenus au niveau de tissus mous, explorés selon un plan de coupe déterminé. Elle permet de visualiser ces tissus mous après traitement des données au moyen d'un ordinateur. Le premier prototype industriel fut réalisé par G. N. Hounsfield, ingénieur de la firme E.M.I., en 1968 : « A Method and apparatus for examination of a body by radiation such as X or gamma-radiation » (brevet en 1972), et couronnée par un prix Nobel en 1979. Alors qu'un faisceau de rayons X conventionnel traversant une structure anatomique projette sur une plaque radiographique les ombres des organes traversés en les confondant, le principe du tomodensitomètre – également appelé scanographe, scanneur, scanner X ou, le plus couramment, scanner – est de choisir un plan de coupe axial transverse à l'exclusion des autres, d'effectuer de multiples projections sous différents angles afin de connaître les facteurs tissulaires d'atténuation contributifs à l'image radiologique et afin de les numériser, ce qui est un avantage sur l'examen radiologique traditionnel qualitatif. Pendant cet examen, le foyer du tube à rayons X décrit autour du patient une trajectoire qui peut être plus ou moins complexe, d'où les variantes dans l'appareillage.

Principe

Les rayons X polychromatiques filtrés des basses énergies sont atténués par les milieux biologiques suivant une loi exponentielle tenant compte de l'absorption photo-électrique et de la diffusion par effet Compton. Soit I₀ le flux incident de rayons X (fig. 1) pénétrant suivant l'axe x un milieu hétérogène de coefficient d'atténuation μ(x), et I_k le flux émergent, nous avons la relation :

En discrétisant l'information nous avons la relation :

En déplaçant d'un pas égal le pinceau de rayons X un certain nombre de fois (k, par exemple), on définit un profil de projection (P, k, θ) contenant les facteurs d'atténuation μ.

Le rôle de l'ordinateur est de collationner toutes les valeurs de projections mesurables que sont ln I₀/I_k et de retrouver dans un plan de coupe par de multiples projections et sous différents angles θ, donc d'équations, les valeurs élémentaires de μ. Ce coefficient est dépendant de façon complexe de la densité tissulaire (d'où le nom de tomodensitométrie), du numéro atomique du corps chimique rencontré, de l'énergie moyenne des rayons X au niveau de l'élément calculé. Les tissus ont un coefficient linéaire d'atténuation compris entre celui de l'air et celui de l'os. Si μ_H2O représente le coefficient d'atténuation de l'eau et sert de zéro référentiel, le coefficient d'atténuation μ peut se mesurer sur une échelle relative arbitraire de nombres Δ.

La réalisation d'une image représentative de ces coefficients d'atténuation est effectuée en trois étapes : obtention des projections, traitement informatique des données, représentation matricielle des valeurs calculées.