Licence Electronique Médicale

1. Licence Electronique Médicale Rapport de stage effectué par: Lezzar Omar Cherif Thème du stage: Scanner à rayon X Encadreurs : B.Boukhazzar

2. Plan • Introduction • Présentation de la structure d’accueil • Historique • Les rayons X • Technologie • Constitution de scanner X • Gantry • Table du patient • Principe de fonctionnement du scanner X

3. Les éléments de la chaine scanographique • Le tube radio gène • Le collimateur primaire • L’absorption des rayons X par le tissu • Le collimateur secondaire • Les détecteurs • Reconstitution de l’image • Les dangers sur le corps humain • Conclusion • Bibliographie

4. Présentation de la Structure d’accueil • Centre d'imagerie médicale « Al Amane » • Un établissent privé, chargé de l'exploration du corps humain à l’aide de plusieurs appareils médicaux: • Scanner à rayon X • IRM • Radiologie numérique • Radiologie Panoramique • Écographie • Mammographie

5. 2ème étage: Écographie, station de traitement d’image 1ier étage : Radiologie, Radiologie panoramique, mammographie Ré-de chaussée: scanner X, imagerie à résonance magnétique  IRM

6. Introduction • Le scanner à rayon X est un appareil utile pour l'exploration du corps humain, • Le travail de notre stage s’est focalisé sur l’étude du scanner à rayon X, • Compréhension de l’appareil, constitution et mode de fonctionnement.

7. Historique • 1895 découverte des rayons X par W.ROENTGEN, • 1917 RONDON décrit comment il est possible de reconstruire la géométrie bidimensionnelle d'un objet à partir d'une série de projections, • L’idée du scanner vient de deux médecins : Docteur OLDENDORF et Docteur AMBROSE, • Le 1èr scanner à rayons X a été inventé par : GODFREY NEWBOLD HOUNSFIELD, • Le prototype a été réalisé en 1968 et présenté pour la première fois en 1972, • La mise au point de la scanographie a été saluée comme la découverte la plus importante en radiologie, • Depuis 1972, amélioration de la qualité des informations tout en limitant la dose d’irradiation par les rayons X.

8. Générations du scanner Première Deuxième

9. Troisième Quatrième

10. Cinquième

11. Les rayons X • Ce sont des ondes électromagnétiques courtes, elles sont de l’ordre de l’angstrom, • Elles sont situées juste avant les rayons gamma.

12. Technologie • Détection et numérisation des données

13. Rotation de l'ensemble détecteur-tube et translation de la table

14. Traitement des données • Analyse les données recueillies à partir des détecteurs et traitement

15. Constitution du scanner Gantry Table du patient

16. Le Gantry détecteurs

17. Gantry droit

18. Gantry gauche

19. Table du patient

20. Déplacement de la table • Déplacement horizontale • Déplacement verticale

21. Principe de fonctionnement du scanner à rayon X

22. Un peu plus de 2 millions de données sont enregistrées, • Un programme calcule l’absorption du rayonnement en chaque point, • l=l0.exp(-µ.x) • Un traitement informatique permet de faire apparaître sur l’écran l’image reconstituée d’une coupe de 1 à 10 millimètres d’épaisseur.

23. Les éléments de la chaine scanographique

24. Tube radio gène Il permet la production des rayons X, Il est composé d’une ampoule de verre et d’une gène.

25. Ampoule de verre Composé d’une anode et cathode

26. Alimentation de l’ampoule

27. Cathode • Génère des électrons par excitation thermique, • Elle est porté au potentiel négatif.

28. Plateau anodique • Le plateau anodique tourne à 3000 ou 9000 t/m, • Le stator du moteur est disposé à l'extérieur de l'ampoule, • Le numéro atomique doit être élevé pour améliorer le rendement: Z=75 tungstène, graphite.

29. Production des rayons X Les électrons sont générés par le courant cathodique, Ils sont accélérés par une tension entre l’anode et la cathode U=140Kv, En heurtant l’anode ils libèrent une partie de leur énergie sous forme de rayon X, Il existe 2 types de rayons X, Rayon de freinage et rayon caractéristique.

30. Rayon caractéristique (spectre discret) • Rayon de freinage (spectre continue)

31. La gaine Protection des rayons X entourés de plomb, Évacuation de la chaleur, Contient de l’huile de refroidissement, Une fenêtre pour les rayons X qui traverse le patient

32. Collimateurs Définir l'ouverture du faisceau de rayons X. Élimine le rayonnement diffusé parvenant au détecteur.

33. Interaction avec la matière • L’image radiographique résulte de la différence d’atténuation des rayons X dans les différents milieux traversées. • Variation de l’absorption en fonction de la longueur d’onde λ . • Variation de l’absorption en fonction de la nature de l’élément. • Plus le corps à étudier est épais ou absorbant, plus il devient nécessaire d’utiliser un rayonnement dur. • Effet photoélectrique :E<30KV • Effet Compton: E>30kv

34. Effet photoélectrique • Principe : rayon X absorbe, un électron d’une couche profonde est éjecte. • Résultat : arrêt du rayon X, production d’un électron et d’un ion positif. • Effet Compton • Principe : L’énergie du rayon X est en partie transmise à un électron superficiel. • Résultat : le rayon X est dévie avec une énergie plus faible.

35. Absorption faible = faible atténuation du rayonnement X émergent. Le profil P1 présente un “pic” d’intensité étroit • Absorption forte = forte atténuation du rayonnement X émergent. Le profil P2 ne présente pas de pic

36. Mais comment cela se passe-t-il dans le cas d’un élément de surface S3 qui contient à la fois T1 et T2 sur l’axe de détection 

37. Atténuation des rayons X • l:intensite après atténuation • l0:Intensité au départ • µ:coefficient d’atténuation • x:épaisseur

38. Les détecteurs • Détecteurs à gaz : chambre de ionisation • contenant du Xénon • Détecteurs solides : scintillateur-photodiodes • Caractéristique des détecteurs • Efficacité de détection • Précision et stabilité

39. Détecteur Solide-gaz Transcodeur Courant-tension ordinateur multiplexeur CAN intégrateur

41. Détecteur à gaz (Xénon) • Est une chambre remplie d'un gaz sous pression • Le xénon est un gaz lourd (A = 131, Z = 54) • Efficacité 50% a 60%

42. Le détecteur à semi conducteur

43. Reconstitution de limage Méthode algébrique

44. Reconstruction itérative

45. Méthode analytique projection

46. Transformation de radon • Reconstruire un objet volumique au moyen de la totalité de ses projections, • L'intensité cumulée le long de la ligne d'acquisition, appelée rayon, pour une position t du détecteur, et pour un angle q est égale à l'intégrale de la densité de matière g(x, y) rencontrée :

47. Rétroprojection • Le résultat de la rétroprojection: • La rétroprojection pour un angle unique. • Rétroprojection pour 4 angles. • Pour 64 angles • Pour 512 angles

49. Echelle de Hounsfield