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Imagerie médicale

L'imagerie médicale


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Site du CNRS dédié à l'imagerie médicale.
"Le corps en transparence", 2003. Document vidéo sur l'imagerie médicale.

Née des grandes idées de la physique, mises en œuvre par l'ingénierie, l'imagerie biomédicale est en pleine révolution. Voilà trente ans, les imageurs par résonance magnétique (IRM) ont été utilisés pour la première fois au service de la médecine. C'est une des dernières révolutions dans l'histoire de l'imagerie médicale, débutée en 1895 avec la radiographie. Après les simples « photographies » de l'intérieur du corps humain, fournissant des informations sur la structure osseuse ou la forme des différents organes, l'imagerie médicale offre aujourd'hui une vue imprenable sur ces mêmes organes en train de fonctionner et permet de visualiser le métabolisme cellulaire. Elle facilite ainsi l'étude de nombreux processus naturels comme le vieillissement et le diagnostic de maladies (détection du cancer et de certaines affections neuro-dégénératives). Pluridisciplinaire, l’imagerie médicale est à l'interface avec la chimie pour les traceurs, la biologie pour savoir la nature des signaux à extraire, les mathématiques pour la mise au point de modèles biologiques intégratifs, les SHS pour les questions qui se posent à chaque personne et à la société... Désormais, ces outils sont essentiels pour soigner les patients avec une meilleure efficacité.

IRM

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) traditionnelle est basée sur l'excitation des noyaux d'hydrogène portés par les molécules d'eau. Placés dans un champ magnétique puissant (de l’ordre de 1 tesla, soit 20 000 fois l’intensité du champ magnétique terrestre), les noyaux d’hydrogène s’alignent telles de petites boussoles. Sous l’effet de brèves impulsions d’ondes radio, ils basculent, puis se réalignent sans arrêt, en émettant à leur tour des ondes dont les caractéristiques dépendent des tissus. Ce sont ces ondes qui servent à construire l’image. Les atomes d'hydrogène sont présents partout dans notre corps, dans l'eau, qui constitue notre organisme à plus de 60% et dans les graisses, en quantités différentes selon les tissus. Conçue dans les années 80, cette technique non invasive permet de distinguer les tissus du corps humain et de révéler, à un stade précoce, certaines anomalies invisibles à ce stade en radiographie "classique", en échographie ou avec un scanner X.

Ultrasons

Principe : Des ultrasons sont projetés dans le corps et sont réfléchis différemment selon les tissus. C’est à partir de cet écho que l’image anatomique est réalisée. L’échographie peut aussi établir la vitesse d’écoulement des fluides, du sang par exemple.
Evolutions : L’échographie en 3D offre un diagnostic plus précis. L’élastographie, qui permet de mesurer la viscosité des tissus à l’aide d’ondes mécaniques, se développe également. Elle peut remplacer la palpation manuelle dans des régions inaccessibles. L’avenir s’ouvre aussi à l’échographie thérapeutique : des ondes acoustiques focalisées sont capables de détruire des tumeurs.

Rayons X (radiographie, scanner, …)

Principe : Des rayons X (des photons) sont projetés à travers le corps et interagissent avec les tissus. L’atténuation des photons transmis dépend de la densité et du type de tissus traversés. Ce principe, utilisé en radiographie (la plus ancienne technique d’imagerie médicale) avec un film photosensible, est repris dans le scanner X avec un système de photodétecteurs tournant autour du patient : le corps est alors observé par tranches et peut être reconstruit en 3D.

Radioéléments (scintigraphie, TEP – Tomographie à émissions de protons, …)

Principe : Une substance radioactive, combinant le plus souvent un radioélément (iode 123, technétium 99, fluor 18…) à une molécule vectrice, est injectée au patient. Ce traceur, qui va s’accumuler dans l’organe cible, émet soit directement des rayonnements gamma (scintigraphie, tomographie par émission monophonique dite TEMP), soit des positons (TEP), qui eux-mêmes se décomposent en photons gamma. Ce rayonnement, révélateur de l’activité de l’organe, peut être détecté et permet de construire une image.