Imagerie par rayons X

Description du Chapitre

Ce chapitre présente les principes fondamentaux de l'imagerie par rayons X, une technique cruciale en imagerie médicale. Il explore la nature des rayons X, leurs mécanismes de production, les interactions avec la matière, ainsi que la formation d'une image radiologique. Les concepts de qualité d’image (contraste, flou, bruit) et les avancées technologiques en radiographie numérique sont également abordés.

Contenu Principal

1. Nature et Caractéristiques des Rayons X

• Propriétés physiques des rayons X :
  • Rayonnement électromagnétique à haute fréquence.
  • Relation entre longueur d'onde, fréquence et énergie (lois de Planck et Duane-Hunt).

2. Production des Rayons X

• Tube à rayons X :
  • Chauffage de la cathode (effet thermoïonique).
  • Accélération des électrons et collision avec l'anode.
• Mécanismes de production :
  • Rayonnement de freinage (Bremsstrahlung) : Spectre continu.
  • Rayonnement caractéristique : Spectre discret lié à la cible (ex : tungstène).

3. Interaction des Rayons X avec la Matière

• Effet photoélectrique : Absorption totale du photon.
• Diffusion Compton : Interaction partielle avec perte d’énergie.
• Loi d’atténuation : Diminution exponentielle de l’intensité selon l'épaisseur traversée.

4. Formation de l’Image Radiologique

• Atténuation différenciée des rayons X selon la densité des tissus (os, air, tissus mous).
• Composants de l'équipement :
  • Tube à rayons X, collimateurs, récepteurs (films et capteurs numériques).
• Contrastes et flous :
  • Facteurs influençant le contraste : tension appliquée, épaisseur et nature des tissus.
  • Types de flou : géométrique, de mouvement, de récepteur, de forme.

5. Qualité de l’Image Radiographique

• Contraste : Variation d’intensité entre deux points.
• Bruit : Types de bruit (quantique, électronique, structure) et leur impact.
• Techniques de réduction du bruit : collimation, filtres et post-traitement numérique.

6. Technologies Modernes en Radiographie

• Radiographie numérique :
  • Radiographie Computérisée (CR).
  • Radiographie Directe (DR).
• Avantages : Réduction des doses, archivage numérique (PACS), amélioration de la qualité d’image.

Objectifs Pédagogiques

À la fin de ce chapitre, les étudiants seront capables de :

1. Comprendre les propriétés physiques des rayons X et leur relation avec l’énergie, la fréquence et la longueur d’onde.
2. Expliquer les mécanismes de production des rayons X, notamment le rayonnement de freinage et caractéristique.
3. Analyser les interactions des rayons X avec la matière (effet photoélectrique, diffusion Compton).
4. Interpréter la formation de l'image radiologique en lien avec l’atténuation des rayons X et les propriétés des tissus traversés.
5. Évaluer la qualité d’une image radiographique, en identifiant les facteurs influençant le contraste, le bruit et les flous.
6. Décrire les avantages et limites des techniques modernes de radiographie numérique.