II. Le Scanner

1.Présentation

Le scanner X utilise les rayons X pour visualiser un organe par coupes.
Cette technique est également appelée tomographie X assistée par ordinateur, ou encore tomodensitométrie.
L’idée du scanner vient de deux médecins : Docteur Oldendorf et Docteur Ambrose. Le premier scanner à rayons X a été inventé par un ingénieur britannique : Godemiché Newbold Hounsfield. Le premier prototype a été réalisé en 1968 et présenté pour la première fois en 1972.
Comme la radiographie classique, le scanner s'appuie sur l'absorption plus ou moins importante des rayons X selon le milieu traversé (les os, par exemple, étant beaucoup plus absorbants que les tissus mous). Le scanner permet de visualiser l'objet par tranches successives de quelques millimètres d'épaisseur chacune, alors qu'une radiographie ordinaire n'offre qu'une vue en projection du volume irradié.

2.Fonctionnement

Les Rayons X 

Les rayons X sont des radiations électromagnétiques dont la longueur d’onde est comprise
entre  λ = 0,03nm et λ = 10 nm. (1 nm vaut 10-9 m)
La production des rayons X nécessite l'utilisation de tensions très élevées, de l'ordre de 40 000 volts. Cela impose l'utilisation d'appareils électriques, appelés générateurs.

Un générateur est donc relié à une ampoule de verre vide et des électrons sont émis par un filament dans lequel circule un courant électrique. Ceux-ci sont accélérés en direction d’une anode (ou anticathode) par u n champ électrique créé par une différence de potentiel élevé (généralement de 10 à 150 kV) entre le filament qui sert de cathode et l’anode. Ces électrons entrent en collision avec la cible que constitue le métal de l’anode : c’est cette collision qui produit les rayons X

Schéma du fonctionnement d’un tube à rayons X

Plus l'épaisseur et la densité du corps traversé sont importantes, plus le rayon est atténué. Lorsqu’un faisceau de rayons X pénètre dans un milieu matériel, on constate une diminution progressive de son intensité. L’atténuation du faisceau, qui est une diminution du nombre de photons, est due essentiellement à l’interaction des photons avec les électrons. Dans un tel processus, l’énergie perdue se retrouve sous deux formes :

- Une partie est absorbée par le milieu.
- Une partie est diffusée et sort de la matière dans une direction différente de la direction du    faisceau initial.

Plus l'épaisseur et la densité du corps traversé sont importantes, plus le rayon est atténué.

Ce sont ces phénomènes d’atténuation et d’absorption qui sont à l’origine des applications des rayons X dans le domaine médical.

 Le Scanographe

L'image de scanographie (ou encore de tomodensitométrie) est obtenue à partir des mêmes   contrastes fondamentaux que la radiologie conventionnelle (air, graisse, eau, os, contrastes artificiels). Le mode d'acquisition des images est cependant extrêmement différent : un tube de rayons X et une barrette de détecteurs tourne dans autour du corps du patient et enregistrent une série d'histogrammes correspondant aux profils d'atténuations des tissus de la coupe examinée suivant plusieurs projections. L'ordinateur à partir de ces différents profils d'atténuation reconstitue les densités élémentaires ayant participé à ces atténuations.

Ces densités élémentaires dépendent de la composition des tissus et de l'épaisseur des coupes pouvant inclure plusieurs tissus de composition différente. Cette technique irradiante permet de réaliser des coupes axiales de 1 à 10 mm d'épaisseur. La résolution en densité est très supérieure à celle de la radiologie standard : le scanner peut détecter une faible différence de densité, par rapport à d’autres appareils d’imagerie médical.

Scanner à rayon X du cerveau

Les scanners les plus récents ont un mode d’acquisition spiralé ou hélicoïdal qui correspond à la possibilité de synchroniser la rotation en continu d’un tube à rayon X, à l’intérieur d’une couronne de détecteurs immobiles, avec le déplacement de la table (par opposition au mode séquentiel).

Ils permettent une acquisition en volume d'une région anatomique entière en une seule apnée.
Ils évitent ainsi les artéfacts respiratoires, permettent une opacification vasculaire optimale (en réduisant souvent, mais pas toujours, les doses et les concentrations de produit de contraste) et rendent possibles les reconstructions planes dites 2D (coupes frontales et coronales), ou volumiques dites 3D.
Enfin les techniques d'angioscanner fournissent des images proches de l'artériographie en évitant un cathétérisme sélectif.

Schéma de fonctionnement du Scanner

Chaque donnée numérique va être convertie, sur un écran d’ordinateur (un moniteur) en un point lumineux dont l’intensité (blanc, gris, noir) est proportionnelle à l’absorption des rayons X. On obtient  alors une image écran classique.

En scanographie, 10 millions d’images sont à effectuer pour produire une seule image. Seul un ordinateur ultra-puissant peut les réaliser.

Traitement informatique de l’image et moniteur

L’opérateur peut intervenir sur le type de calculs programmés et ainsi choisir une fenêtre de visualisation (un zoom), mesurer des densités et des distances, examiner la coupe transversale sous différents angles (une inclinaison de 25 à 30 degrés est possible), reconstituer une image en 3 dimensions, …

Console de visualisation des différentes coupes réalisées par le scanner

De nouvelles technologies sont apparues récemment. On est actuellement à la cinquième génération de scanners X. Afin de réduire l'effet de pénombre par une meilleure focalisation et augmenter la distance patient-tube, cette nouvelle génération place le tube à rayons X en dehors de la couronne, cette couronne est animée d'un mouvement de nutation, les détecteurs proches du tube s'effaçant pour laisser passer le rayonnement incident.

3.Le Scanner et ses nombreux avantages

Le scanner est un appareil très utilisé dans le milieu médical même si la radiologie reste l'appareil de premier examen. Il sert surtout à diagnostiquer des tumeurs, des lésions et des fractures. Mais
Sa résolution temporelle est de l'ordre de quelques secondes ou parfois millisecondes  suivant la partie du corps à étudier, ce qui est beaucoup plus court que l’IRM.
Sa résolution spatiale est excellente puisqu'elle permet des coupes du corps humain de l'ordre du millimètre.
Le scanner est un appareil simple et pratique d'emploi. Son faible prix (moins de 0.5 millions d'euros ) et l'apparition récente de la 5ème génération de scanner, permettant en une rotation la prise de 4 à 8 coupes fines, laissent un bel avenir au scanner X.

4.Risques et inconvénients de la Scanographie

Cette technique d’imagerie médicale est purement anatomique et ne donne pas de renseignements sur les fonctions cérébrales, c'est pourquoi on utilise maintenant l'IRM dans la recherche sur le cerveau.
Mais l'inconvénient majeur du scanner X est la grande dose de rayons X reçu par le patient; il faut tout de même savoir que les cellules nerveuses sont peu sensibles aux radiations, ainsi on ne se rend pas compte de la quantité de rayons reçue.
Les risques peuvent provenir des produits de contraste, en particulier avec l’iode, qui peut représenter un risque pour certaines catégories de patients.
Cependant l’incidence des accidents lors de l’utilisation d’un produit de contraste iodé par voie intraveineuse est très faible et toutes les mesures de précaution sont généralement prises pour éviter les complications ou pour mieux les traiter (chariot de réanimation, formation des médecins...).
De plus,  les produits de contraste à base d’iode sont de moins en moins allergisants, de nos jours. Comme avec

tous les examens à rayonnements ionisants on doit éviter le scanner X  à la femme enceinte, dans la deuxième partie du cycle à moins d’une indication formelle.

5.Déroulement d'un examen

Préparation

Aucune préparation n'est nécessaire.
Pour passer un scanner, il est nécessaire d'être à jeun 4 à 6 heures avant l’examen, pour les scanners à visée abdominale ou pelvien, ou avant un examen qui nécessite l'injection d'un produit de contraste. On vous demandera de vider votre vessie 30 à 40 minutes avant le début de l'étude.
Il suffit d’apporter la lettre de votre médecin, votre carte d’assuré social, ainsi que vos anciennes scanographies qui permettront de faire des comparaisons.

L'examen

C'est un manipulateur radio ou un radiologue qui pratique cet examen. Après avoir signalé son arrivée à l'accueil, le patient patiente quelques minutes en salle d'attente pour la préparation du matériel adapté au patient. Avant l'examen, le patient passe au vestiaire pour se dévêtir.

Après la prise en charge par l'équipe soignante, on place le patient sur un lit d'examen qui coulisse dans un arceau où se réalisent les différentes coupes de l'étude.
Cet arceau n'est pas un tunnel, contrairement à l‘Imagerie par Résonance Magnétique, et le patient n’est pas enfermé.

Le patient est situé entre le tube à rayons X et la plaque contenant le film. On explique au patient l'importance de contrôler sa respiration pour que les coupes soient obtenues au même niveau d'arrêt respiratoire (car on demander généralement de bloquer sa respiration le temps de réaliser une coupe). Plusieurs clichés sont réalisés dans différentes positions, le plus souvent de face et de profil. Cette étape est très courte par rapport à L’IRM : Elle dure seulement quelques minutes

Si nécessaire, le patient doit  boire plusieurs verres d'un produit de contraste avant l’examen ou une autre catégorie de produit de contraste est injectée au patient au cours de l'examen. L'étude tomodensitométrique dure en moyenne 15 à 20 minutes.

Après l’examen, si le malade a reçu une injection de produit de contraste, il est conseillé de boire abondamment pour accélérer l’élimination du produit.
Un premier résultat peut être donné au malade peut de temps après l’examen, mais le compte rendu définitif du scanner demande un délai qui est généralement de 48 heures. Les résultats sont ensuite transmis au médecin traitant.

6.Exemple :le Scanner throracique

Le scanner thoracique est un des examens les plus courants et les plus simples pour permettre aux médecins et aux radiologues d'identifier la cause des problèmes respiratoires et de comprendre les anomalies présentes sur la scanographie pulmonaire.

Scanner Thoracique des Poumons

Un scanner thoracique est le bilan d’extension des cancers pulmonaires ou bronchiques. Il s’agit également de l’étude fine du parenchyme pulmonaire (emphysème, recherche des plaques amiantes et dilatation des bronches), des ganglions du thorax, de la plèvre, de la recherche d’embolie pulmonaire et des gros vaisseaux (aorte par exemple).

Scanner Thoracique du Cœur