Qu’est-ce qu’un scanner de tomodensitométrie à rayons X (TDM) ?
Un scanner de tomodensitométrie à rayons X est un appareil qui irradie des rayons X pour examiner les matériaux et la structure à l’intérieur d’un objet.
Il en existe deux types principaux : les systèmes médicaux et les industriels. Les médicaux permettent d’examiner les os, les muscles, les vaisseaux sanguins et d’autres tissus et organes internes, de la tête aux pieds.
Utilisations des scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM)
Il existe deux principaux types de scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM) : les médicaux et les industriels. Ils sont expliqués dans l’ordre suivant :
1. Scanners à rayons X médicaux
Les scanners de tomodensitométrie à rayons X médicaux détectent les rayons X transmis à travers le corps humain pour obtenir des informations au sujet de l’intérieur de celui-ci. Ces informations sont ensuite utilisées pour déterminer les conditions médicales. Les systèmes de tomodensitométrie médicale à rayons X comprennent deux types de tomodensitométrie : en premier, la simple, qui observe le corps humain tel qu’il est. En second, celle avec renforcement du contraste, dans laquelle un agent de contraste est injecté dans les vaisseaux sanguins à des fins d’observation.
2. Scanners de tomodensitométrie à Rayons X (TDM) industriels
Les scanners de tomodensitométrie à rayons X industriels sont souvent utilisés pour les essais non destructifs des matériaux. Ces systèmes de tomographie à rayons X industriels sont appelés “tomographie d’observation”. Parmi les exemples d’essais non destructifs, citons l’évaluation de la forme et la recherche de défauts dans les boîtiers de semi-conducteurs, l’évaluation de la structure interne des comprimés et celle de la forme, ainsi que de l’orientation des fibres des plastiques renforcés par ceux de carbone.
Ces dernières années, de nombreux scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM) industriels ont également été développés en tant que “tomographes de mesure”. Comme la tomographie par ordinateur pour l’observation, celle pour la mesure permet une inspection non destructive, ainsi que la mesure de la taille et l’analyse des données à l’aide de la CAO.
Le “scanner de mesure” permet l’acquisition complète de la forme tridimensionnelle de l’objet, la mesure de forme de haute précision, l’inspection et la mesure à grande vitesse.
Principe des scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM)
Les scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM) sont disponibles pour des fins médicales et industrielles. Les deux systèmes irradient un objet avec des rayons X à 360° dans toutes les directions et examinent ceux qui sont transmis et absorbés. Toutefois, les méthodes d’imagerie dont on se sert à des fins médicales et industrielles sont différentes.
1. Scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM) médicaux
Les scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM) médicaux se caractérisent par un portique en forme de beignet et un lit. Ce dernier pénètre dans le trou central du portique et se déplace lentement à travers celui-ci tandis que le corps humain y est allongé. À l’intérieur du portique, un tube qui émet des rayons X et un détecteur qui détecte les rayons émis par le tube à rayons X sont placés en travers du trou central.
Lorsqu’un corps humain placé sur un lit pénètre dans le trou central du portique, les rayons X émis par le tube sont en partie absorbés par le corps humain, tandis que le reste est transmis et détecté par le détecteur. À ce stade, le portique tourne autour du lit, irradiant les rayons X sur 360° et détectant ceux qui sont transmis.
Les données sont donc obtenues dans une direction de 360°, le corps humain étant découpé en une boucle horizontale. À partir de ces données, l’ordinateur construit ensuite une image en coupe transversale du corps humain. La scannérisation hélicoïdale est couramment utilisée dans ce système médical de rayons X (TDM).
Le balayage hélicoïdal est une méthode d’imagerie dans laquelle le lit se déplace lentement à travers le trou central du portique tout en irradiant et en détectant continuellement les rayons X. Cela produit une image horizontale continue en boucle. Cette méthode permet d’obtenir une image horizontale continue du corps humain, en boucle, dans le sens longitudinal de la hauteur du corps.
2. Scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM) industriels
Contrairement aux systèmes de tomodensitométrie médicale à rayons X, les industrielles se caractérisent par le fait que le matériau examiné tourne au lieu que le tube à rayons X et le détecteur soient fixes. Les scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM) industriels peuvent être irradiés horizontalement ou verticalement.
Dans le cas de l’irradiation horizontale, le tube à rayons X, le matériau et le détecteur sont disposés horizontalement, tandis que dans le cas de l’irradiation verticale, ils sont disposés verticalement. Le type d’irradiation approprié est choisi en fonction du matériau à examiner et de l’endroit à étudier.
Autres informations sur les scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM)
1. Scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM) médicaux
Ils comprennent des systèmes de tomodensitométrie médicale à rayons X multicoupes dotés de plusieurs rangées de détecteurs disposés dans le sens de déplacement du lit, qui sont appelés “systèmes de tomodensitométrie médicale à rayons X monocoupes”. Ils s’agit de ceux décrit dans la section “principes des systèmes de tomodensitométrie à rayons X”.
Dans le cas d’un système de tomodensitométrie à rayons X à une seule tranche, les détecteurs sont disposés en plusieurs rangées dans la direction perpendiculaire au sens de déplacement du lit, c’est-à-dire transversalement pour les humains. Ils sont ensuite répartis en une seule rangée dans le sens de déplacement du lit. Par conséquent, une seule vue en coupe est obtenue lorsque le portique effectue une rotation.
En revanche, dans le cas des scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM) médicaux multicoupes, ils comportent plusieurs rangées de détecteurs disposés dans le sens de déplacement du lit. Cela permet d’acquérir plusieurs vues en coupe transversale en une seule rotation du portique. De plus, cela permet également de prendre des images en peu de temps et de réduire la charge sur le corps humain. Il est également possible de construire des images en 3D en combinant cette technique avec le balayage hélicoïdal. 2.
2. Méthodes de traitement d’images 3D pour les scanners de tomodensitométrie à rayons X (TDM)
Les trois types de méthodes de traitement d’images 3D suivants sont utilisés dans ces scanners, et attirent l’attention en tant que technologies pour les systèmes de tomodensitométrie à rayons X.
Reconstruction en plusieurs sections (MPR)
La reconstruction multisections (MPR) se caractérise par sa capacité à construire des images à partir de données tridimensionnelles, y compris des coupes transversales coronales et sagittales. Il s’agit de coupes transversales dans le sens de la hauteur du corps humain, en plus de la coupe transversale habituelle. Cette méthode est la plus utilisée dans le traitement tridimensionnel actuel de la tomodensitométrie.
Projection de la valeur maximale (MIP)
Dans la méthode de projection de l’intensité maximale (MIP), un point de vue arbitraire est défini pour les données tridimensionnelles. La valeur maximale sur la trajectoire entre le point de vue et le plan de projection est ensuite projetée sur une surface 2D.
Cette méthode se caractérise par son faible impact sur le bruit de l’image et sa capacité à produire des images présentant un bon contraste, même lorsque celles-ci sont à faible contraste. Cependant, comme les valeurs autres que le maximum ne sont pas reflétées dans l’image, plusieurs angles d’observation différents sont nécessaires pour identifier correctement les positions avant et arrière.
Méthode de rendu des volumes (VR)
La méthode de rendu des volumes (VR) fixe une limite supérieure/inférieure des valeurs CT pour la zone souhaitée. L’image est ensuite construite en ajoutant des paramètres correspondant à l’opacité à la plage fixée et en effectuant un ombrage. Cette méthode convient aux images 3D telles que les vaisseaux sanguins.