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Faculté des Sciences Service de Physique Biomédicale Delangre Sébastien LImagerie Médicale, Comment ça marche ?

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1 Faculté des Sciences Service de Physique Biomédicale Delangre Sébastien LImagerie Médicale, Comment ça marche ?

2 Université de Mons Introduction La première image Les Rayons-X La Médecine Nucléaire L Echographie Autres techniques A venir … Plan I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … 2 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons

3 Université de Mons Ensemble des techniques dacquisition dimages du corps humain Outil indispensable aux médecins pour la pose de diagnostics Utilisée en recherche médicale Elaboration de nouveaux traitements Fonctionnement du corps humain (cerveau, …) Quest-ce que cest ? 3 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR …

4 Université de Mons 1895 : première radiographie par W. Röntgen Etudie les rayons cathodiques La première image médicale 4 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons Cathode Anode Tube à vide Wilhelm Conrad Röntgen I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR …

5 Université de Mons RX envoyés sur la zone à radiographier plus ou moins absorbés par le corps Détection des RX qui traversent image Projection 2D de la zone radiographiée Les rayons-X : Radiographie 5 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … RX Détecteur

6 Université de Mons Tube à RX Spectre Production des RX 6 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … Rayonnement de freinage Pics démission

7 Université de Mons RX absorbés par les tissus coefficient dabsorption « » : Interaction tissus/RX 7 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR …

8 Université de Mons Constitué de deux éléments : Scintillateur (convertit les RX en lumière visible) Photomultiplicateur (convertissent la lumière en signal électrique) Le Détecteur 8 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … Source RX Scintillateur Collimateur Photomultiplicateurs

9 Université de Mons Permet dobtenir une image 3D du corps Effectue des projections RX sur 360° Traitement des données Image 3D Les Rayons-X : CT-Scan/ Scanner 9 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … Traitement de données

10 Université de Mons 10 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons Acquisition de données dun Scanner Scanner RX 90° 135° 45° 0° 90° 135° ProjectionsSinogramme I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … Données issues dun Scanner

11 Université de Mons Reconstruction de limage Scanner RX 11 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons 0° 45° 90° 135° Image initiale sinogramme 4 projections 8 projections32 projections I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR …

12 Université de Mons Fracture osseuse Angiographie : phlébite, … Mammographie : détection de calcification, ganglions, … … Applications 12 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR …

13 Université de Mons Utilise des isotopes radioactifs Saccumulent dans certain organes (tumeurs, …) Émets des rayons La Médecine Nucléaire : Scintigraphie 13 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … Détectés par une -caméra ! Pas dimage anatomique !

14 Université de Mons Détecte les rayons émis par les isotopes La -Caméra 14 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … Radio-isotopes Rayons Lumière visible Digitaliseur Courant électrique Image Traitement de données Photomultiplicateur Cristal scintillant -caméra Electronique

15 Université de Mons Eléments non-stables subissant des désintégrations Caractérisés par le temps 1/2 Le plus utilisés : Les Radio-Isotopes 15 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … 1/2

16 Université de Mons Rayons diffusés dans toutes les directions Bruit de Fond et Faible Résolution Utilisation dun collimateur pour augmenter la résolution Le Collimateur 16 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … Sans collimateurAvec collimateur ? Cristal Collimateur

17 Université de Mons Scintillateur : Cristal de NaI(Tl) transforme les photons en lumière visible Photomultiplicateur : Transforment la lumière en signal électrique Détection des Rayons 17 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … diffusé Non - diffusé Scintillateur Source Photomultiplicateurs

18 Université de Mons Permet dobtenir des images 3D Effectue des projection sur 360° Sinogramme Reconstruction dimage image 3D SPECT : Single Photon Emision Computed Tomography 18 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR …

19 Université de Mons Scintigraphie osseuse Détection de maladie cérébrale (Alzheimer, épilepsie, …) Mesure du flux sanguin dans le cœur Détection de tumeurs … Applications 19 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … Patient sainPatient atteint de la maladie dAlzheimer Cœur

20 Université de Mons Utilise des ultra-sons pour créer des images L échographie 20 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … Ondes émises dans le corps Echo mesuré par la sonde Image temps Réfléchies par les interfaces entre organes

21 Université de Mons Mesure le temps entre lémission et la réception de londe Vitesse de propagation Fraction donde réfléchie/transmise dépend des tissus 1 et 2 Construction de limage 21 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … Tissus 1 Tissus 2 Sonde

22 Université de Mons Ondes « sonores » (compression/dilatation) Générées par des pressions de la sonde Cristal piézoélectrique transforme le voltage en déformation Les ondes 22 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … Sonde ~ Piézoélectrique Matériau datténuation Interface de couplage Source électrique Mesure du signal Envoie des ondes

23 Université de Mons Echographie du fœtus Image des muscles (déchirures, …), tendons, … … Applications 23 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR …

24 Université de Mons Permet de mesurer le flux sanguin, le rythme cardiaque, … Echographie Doppler 24 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR … Sonde Effet Doppler

25 Université de Mons Comparaison des techniques 25 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons AvantagesInconvénientsUtilisations Rayons-X -Bonne résolution ( ~ mm) -Acquisition dimage rapide -Images anatomiques -Dose de radiations (1-10 mSv) -Fracture des os -Angiographie -… Scinti./ SPECT -Grande sensibilité (ne détecte que les isotopes) -Faible résolution ( ~ cm) -Dose de radiations -Acquisition dimage lente -Pas dimages anatomiques -Détection de tumeurs -Maladies cérébrales -… Echo. -Pas dirradiation -Image en temps réel -Pas dimage des os/poumons -Images musculaires -Cardiographie -…

26 Université de Mons PET-Scan : utilisation de radio-isotopes Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) Autres techniques dimagerie 26 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons PET-Scan IRM

27 Université de Mons Combinaisons de plusieurs appareils SPECT/CT-Scan, PET/CT-Scan, … Amélioration des techniques dimagerie Nouvelles techniques A venir … 27 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons I NTRO. | L A PREMIÈRE IMAGE | L ES R AYONS -X | L A MÉDECINE NUCLÉAIRE | L ÉCHOGRAPHIE | A VENIR …

28 Université de Mons Merci de votre attention ! 28 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons

29 Université de Mons « Introduction to Medical Imaging, Physics, Engineering and Clinical Applications », N. B Smith and A. Webb, Cambridge University Press The official Website of the Nobel Price htma La Fondation pour la Recherche Médicale Wikipédia Références 29 Service de Physique Biomédicale | Avenue du Champ de Mars, 24, 7000, Mons


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