Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article introduit le sujet de l'imagerie par rayons X. Après une présentation succincte de la physique des phénomènes d'absorption photoélectrique et de diffusion Compton, il précise définitions et propriétés essentielles des différentes notions de dose (comprise comme une mesure physique (en Gray) ou sanitaire (en Sievert)), et décrit le fonctionnement et les propriétés des dispositifs utilisés comme sources et générateurs de rayons X,
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This article introduces the topic of X-ray imaging through the physics of photoelectric absorption and Compton scattering. It goes on to give definitions and properties of the various notions of dose (understood as physical (measured in Grays) or sanitary (measured in Sieverts), and it describes the principle and properties of X-ray sources and generating devices.
Auteur(s)
-
Thierry LEMOINE : Directeur technique Thales Microwave & Imaging Subsystems, France
INTRODUCTION
Radiographie et radioscopie (ou fluoroscopie) sont les deux modalités d'imagerie médicale les plus anciennes et aussi les plus répandues. Leur capacité inégalée à allier résolution et pénétration des tissus biologiques fait qu'elles resteront, pour des décennies encore, parmi les plus importantes à la fois en nombre d'actes de radiologie et de coût pour les systèmes de santé. Comprendre le fonctionnement des équipements d'imagerie par rayons X est donc une nécessité pour leurs utilisateurs, et aussi pour les ingénieurs qui réfléchissent à des perfectionnements – d'autant plus que comme toute technologie d'imagerie, celle-ci est impactée par l'émergence du numérique qui offre des perspectives dont beaucoup restent à explorer ou à exploiter.
Premier d'une série de sept articles consacrés à l'imagerie par rayons X, cet article pose quelques bases physiques essentielles à leur compréhension et s'intéresse aux différentes définitions données au concept de dose, en précisant quelques ordres de grandeur propres à l'imagerie médicale. Ce terme commun désigne en effet selon le contexte une fluence de rayons X (on parle de dose incidente ou d'exposition), une énergie absorbée par des tissus ou par un détecteur (on parle de dose absorbée), ou il mesure un impact sanitaire (ce sont les doses équivalentes et efficaces). Dans une troisième section, le lecteur trouvera une description du fonctionnement des sources de rayons X et des générateurs haute tension qui leur sont associés. On conclura sur quelques perspectives technologiques pour cette famille de composants.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
generation of X-Ray photons | dosimetry
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Fluence de photons et dose
En anglais
1. Interaction des rayons X avec la matière
1.1 Préambule
Quel ouvrage sur les rayons X ne le rappelle-t-il pas dans son introduction ? L'utilisation de l'imagerie par rayons X à des fins médicales est aussi ancienne que leur découverte par Wilhelm Conrad Roentgen, en 1895. Mais ce démarrage en fanfare a été suivi d'une longue période pendant laquelle elle s'est limitée à la radiographie ou à des formes primitives de fluoroscopie (aussi appelée radioscopie), en utilisant des clichés photographiques pour enregistrer des images fixes et, pour les images mobiles, des plaques fluorescentes que les praticiens lisaient à l'instant précis où elles étaient irradiées : ils étaient eux-mêmes très exposés aux rayonnements.
Pendant ce premier demi-siècle, la nature des rayons X a été comprise (pressenti dès 1916 par Albert Einstein, le rayonnement Compton n'a été mis en évidence qu'en 1922), ainsi que les risques sanitaires qu'ils induisent. Les technologies de fabrication des sources et des générateurs ont fait d'immenses progrès (ils n'en ont guère fait depuis), mais en 1950 les détecteurs et les systèmes de visualisation – un seul et même dispositif – n'étaient que des versions améliorées de ceux que Roentgen ou Edison utilisaient dans leurs expériences pionnières à la fin du XIX e siècle.
Les choses ont évolué vers la fin des années 1950 avec l'introduction des premiers « amplificateurs de brillance » (aussi appelés « intensificateurs d'images radiologiques : IIR »). Ces tubes électroniques ont donné une impulsion décisive à la fluoroscopie. Ils ont vite été pourvus de caméras permettant de déporter l'image sur un écran, et ce fut la naissance de la radiologie interventionnelle. Au milieu des années 1980, la mise au point des cassettes CR (Computed Radiography ) a simplifié le travail des radiologues en supprimant l'étape de développement du film en radiographie. Faisant de la détection et de la visualisation deux fonctions distinctes, et ouvrant la voie à la numérisation de la seconde d'entre elles, amplificateurs de brillance et cassettes CR ont constitué la première révolution technologique de l'imagerie médicale par rayons X, à une époque qui a aussi vu l'émergence de nouvelles techniques : CT-scanner, IRM et échographie. Ces techniques ont ouvert des perspectives épous- touflantes en matière...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PODGORSAK (E.P.) - Radiation physics for medical physicists. - Springer (2010).
-
(2) - VAN METTER (R.), BEUTEL (J.), KUNDEL (H.) - Handbook of medical imaging. - Physics and Psychophysics. Part. 1, SPIE Press Monograph, vol. 1 (2000).
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(3) - WEBB (S.) - The physics of medical imaging. - Taylor & Francis Editors (1998).
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(4) - DENDY (P.P.), HEATON (B.) - Physics for diagnostic radiology. - Taylor & Francis Editors (1999).
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(5) - BUSHBERG (J.T.), SEIBERT (J.A.), LEIDHOLDT (E.M.), BONNE (J.M.) - The essential physics of medical imaging. - Lippincott, Williams & Wilkins Editors LWW (2002).
-
(6) - DOWSETT (D.J.), KENNY (P.A.), JOHNSTON (R.E.) - The physics of diagnostic imaging. - Hadder-Arnold Editors (2006).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
National Institute of Standards and Technology – XCOM Photons Cross Sections Database http://www.nist.gov http://www.nist.gov/pml/data/xcom/index.cfm
Base de données Xcom http://www.nist.gov
HAUT DE PAGE2.1 Fabricants de sources et de générateurs de rayons X (liste non exhaustive)
Sources : VARIAN (US), TOSHIBA (J.), IAE (I.) PHILIPS, GE, SIEMENS, CARESTREAM (entre autres) fabriquent des sources pour leurs propres besoins.
Générateurs : CPI (US), SEDECAL (E.), IMD (I.) De nombreux équipementiers conçoivent et font réaliser leurs propres générateurs.
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