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Techniques d’imagerie et Recherche
Jean-Christophe Ferré, PH
1- Unité de Neuroradiologie, Département de Radiologie et Imagerie Médicale, CHU RENNES
2- Unité/ Projet Visages U746 INSERM/ INRIA, IRISA, RENNES 1
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Introduction : Techniques d’imagerie
� Radiologie : � Radiographie conventionnelle
� Radiographie avec contraste (arthrographie, artériographie…)
� Scanner� Echographie
� IRM
� Radiologie interventionnelle = thérapeutique� Médecine Nucléaire : scintigraphie
� TEMP (ou SPECT)
� TEP (ou PET)
� Médecine Nucléaire + Radiologie� PET-Scan, TEMP-Scan, PET-IRM
� Cardiologie, Gynécologie, Oncologie : cf supra22
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Radiologie conventionnelle� Rayons X
� Rayonnement ionisant
� Projection sur le plan du « film » radiologique de l’ensemble du volume traversé par les rayons X
� ex : radio thoracique, ASP (abdomen sans préparation), ostéo-articulaire
� Peu utilisé dans contexte de recherche clinique� Sauf mammographie, « bilans » pré-thérapeutiques…
3
Précautions
Femme enceinte (Rayons X)
3
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Radiologie avec contraste
� Rayons X + Contraste� Contraste
� Air
� Produit contraste iodé
� Injection du produit de contraste dans l’organe à étudier� Articulation : arthrographie
� Colon : lavement opaque� Système urinaire, par voie veineuse : urographie intra-veineuse
� Artères : artériographie
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Produits de contraste iodé� Utilisation
� Radiologie avec contraste (Artériographie, arthrographie…)� Scanner (cf infra)
� Propriétés� Produits radio-opaque (iode)� Dans de nombreuses indications (scanner, UIV, …) : injection par
voie veineuse => élimination rénale
� Inconvénients � Risque d’hypersensibilité allergique et non allergique
� Élimination rénale
� Pour le patient � Pas douloureux
� Parfois sensation de chaleur, goût métallique dans la bouche
55
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Produits de contraste iodé
6
Contre-indications
Hypersensibilité au produit choisi
Hyperthyroïdie non traitée
6
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Artériographie cérébrale� Consultation d’anesthésie préalable
� Salle dédiée => vers le « bloc » d’imagerie� Anesthésie locale du point de ponction
� Ponction artérielle fémorale� Cathétérisme artériel sous contrôle radiologique
� Série d’images pendant injection automatique du pdcdans l’artère
� Compression manuelle du point de ponction
� 1h d’examen- 48h d’hospitalisation
77
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Neuroradiologie Interventionnelle� Exemple : Embolisation d’anévrysme cérébral
� Contraintes réglementaires� « Bloc » d’imagerie
� Anesthésie Générale
� Début comme artériographie diagnostique
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ScannerScannerScanner à rayons XScanographieTomoscannerTomodensitométrie (TDM)Computed Tomography (CT) scanner (terme anglo-saxon)
� C’est la même chose !� Principe : tomodensitométrie :
� Mesure de la densité radiologique des volumes élémentaires d’une coupe
� Étude de l’atténuation d’un faisceau de Rayons X au cours de la traversée du volume à examiner
� Imagerie en coupe
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Scanner
� Rotation d’un couple tube - détecteurs autour du patient
� Rétroprojection : calcul informatique
� Image : représentation de la densité du voxel
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Scanner
� Scanner multibarette = multidétecteur = multicoupe
� Scanner « mono » détecteur� 1tour = 1coupe
� Scanner multibarette� 1 tour = plusieurs coupes� Avantages
� Acquisitions plus rapide
� Plus d’images plus fines
� Meilleures reconstructions 3D
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Scanner
Déroulement d’un examen
� Préparation du patient (explications, pose éventuelle d’une voie veineuse)
� Installation du patient (décubitus dorsal + souvent)� Coopération du patient : immobilité, parfois apnée de qq
sec� Réalisation des « coupes »
� Parfois � Injection de produit de contraste iodé par voie veineuse� Lavement à l’air (coloscanner)
� Durée moyenne 10-15 min
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Scanner
13
Contre-indications
Non
Précautions d’emploi
Produits de contraste iodé
Femme enceinte
Allaitement
Insuffisance rénale
Réaction d’hypersensibilité
Diabète (Metformine arrêtée pdt 48h )
Nouveau FDA : Précautions
Dispositifs électroniques externes ou implantés
•Ne pas irradier le dispositif en le laissant hors du champ•Ou éviter une irradiation continue de plusieurs secondes 13
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Scanner
Pourquoi injecter un produit de contraste ?
� Visualiser les vaisseaux : Angio-scanner� Injection IV du pdc en bolus, à l’aide d’une seringue électrique
� Détection de l’arrivée du produit de contraste (acquisition continue d’une coupe)
� Acquisition « volumique » rapide lors du passage du pdc dans les vaisseaux à étudier
� Reconstruction des images
� Ex : angioscanner artériel du cercle artériel du cerveau
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Scanner
Pourquoi injecter un produit de contraste ?
� Visualiser les vaisseaux : Angio-scanner� Injection IV du pdc en bolus, à l’aide d’une seringue électrique
� Détection de l’arrivée du produit de contraste (acquisition continue d’une coupe)
� Acquisition « volumique » rapide lors du passage du pdc dans les vaisseaux à étudier
� Reconstruction des images
� Ex : Phlébo-scanner cérébral (phase veineuse)
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Scanner
Pourquoi injecter un produit de contraste ?
� Visualiser les vaisseaux : Angio-scanner� Ex angioscanner de l’aorte et des artères des membres
inférieurs
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Scanner
Pourquoi injecter un produit de contraste ?
� Caractériser une lésion� injection IV puis temps d’« imprégnation »
� Ex : au niveau cérébral
17
Sans injection Après injection
Abcès cérébral
17
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Scanner
Pourquoi injecter un produit de contraste ?
� Caractériser une lésion� Injection IV puis acquisition multiphasique : plusieurs
acquisitions à des temps différents
� Ex : au niveau abdominal
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T=0 T=20s T=70 sec
18
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Scanner
Scanner interventionnel
� Ex : biopsies pulmonaire et abdominale
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ÉchographieÉchographieEchotomographieUltrasonographieUltrasonic imaging, ultrasonography, US (terme anglo-saxon)
� C’est la même chose !
� Principe : ultrasonographie� Exploration de l’organisme à l’aide d’ondes ultrasonores (sonar,
cétacés…)� Imagerie en coupe
2020
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Échographie� Principe de l’échographie
1. Émission des ultrasons2. Reflexion des ultrasons (à l’interface de 2 milieux
d’impédance acoustiques différentes) 3. Réception4. Calcul de l’image
Onde émise
Interface
Onde réfléchie
21
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Échographie
� Sonde adaptée à l’organe à étudier :� Le plus proche possible de l’organe à étudier
� transcutanée
� Endocavitaire (gynécologie, prostate, cardiaque transoesophagienne…
� Contraintes des ultrasons :� Ne passent pas dans l’air (utilisation de gel)� Passent très mal au travers de l’os
� Pas de rayonnement ionisant
� Inocuité des ultrasons +++
2222
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Échographie
23
Contre-indications
Non
Précautions
Non
23
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ÉchographieDéroulement d’un examen
� Préparation du patient � À jeûn si exploration abdominale� Vessie pleine si exploration urologique
� Installation du patient (décubitus dorsal + souvent)� Coopération du patient : immobilité, parfois apnée
� Parfois � Injection de produit de contraste par voie veineuse
� Associé à d’autre technique US : doppler / élastographie
� Durée moyenne 10-45 min
2424
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ÉchographieProduit de contraste en échographie
� « microbulles » par voie veineuse
� Amélioration échogénicité du sang
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Contre-indications
Pathologie cardiaque grave
Femme enceinte
Précautions
Pathologie cardiaque ou respiratoire
Échographie hépatique Échographie avec contraste25
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Échographie
� Doppler/Echo-doppler� Détection et mesure des flux : doppler couleur, doppler énergie
� Etudes vasculaires
� Parfois injection de produit de contraste par voie veineuse
� Elastographie ultrasonore� Pas en routine clinique � Par compression ou par « ondes de cisaillement »
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IRMImagerie par Résonance Magnétique (IRM)Imagerie par RMN (résonance magnétique nucléaire)Magnetic Resonance Imaging, MRI (terme anglo-saxon)
� C’est la même chose !� Une IRM
� Terme anglo-saxon : MR scan (!) = un examen IRM
� Principe : Résonance magnétique nucléaire (RMN)� Basée sur la richesse du corps en eau (H20) : hydrogène
(proton)� Pas d’irradiation +++
2727
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IRM
� Principe � Stimulation des protons (eau)� Par un apport d’énergie� Restitution de l’énergie sous forme d’un signal
multiparamétrique+++
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IRM
� Principe � Principe de la Résonance� Résonance magnétique nucléaire
29
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IRM
� Principe � Principe de la Résonance� Résonance magnétique nucléaire
� Faire résonner ensemble les protons
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IRM
� Principe � Principe de la Résonance magnétique nucléaire
31
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IRM
B0 : champ magnétique principal
B1: onde de radiofréquence (RF)
T1 : temps de relaxation longitudinal (le long de Z)
T2 : temps de relaxation transversal
STOP !
B0
� Principe � Principe de la Résonance magnétique nucléaire
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IRM
� Matériel� Aimant
� de 0,5 à 3 Tesla � Environ 100 000 fois le champs magnétique terrestre
� Antennes� Émettrice (RF)� Réceptrice
� Système informatique
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IRM
34
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IRM
35
Précautions
Si injection de produit de contraste
Contre-indications
Pace-maker/ defibrillateur/neurostimulateur
Eclats métalliques dans yeux
« Vieux » clips vasculaires en inox
« Vieilles » valves cardiaques
Claustrophobie (relatif)
Femme enceinte (1er trimestre) : relatif
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IRM
Déroulement d’un examen
� Préparation du patient (explications, pose éventuelle d’une voie veineuse)
� Installation du patient (décubitus dorsal + souvent)� Placement de l’antenne au plus près de la zone à étudier
� Coopération du patient : immobilité, parfois apnée� Réalisation des « séquences » pondérée T1, T2, DP,
Flux….
� Parfois � Injection de produit de contraste par voie veineuse (Gadolinium)� Coopération du patient pour réalisation de tâches (IRM
fonctionnelle)
� Durée moyenne 15-45 min, non douloureux mais bruyant3636
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IRM
3737
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IRM
Produits de contraste en IRM� Gadolinium par voie veineuse� Effet sur la relaxivité du sang et des tissus (sur le T1/sur le T2)
� Indications� Certaines angio-IRM
� Caractérisation de lésions
� Il existe d’autre produit de contraste
3838
Contre-indications
Antécédent réaction d’hypersensibilité au gadolinium
Précautions
Insuffisance rénale
Femme enceinte / allaitement
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IRM
� Imagerie morphologique « avancée »� Diffusion (AVC)� Perfusion (AVC-Tumeur)
� Imagerie fonctionnelle
� Imagerie métabolique : spectro-IRM
3939
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Médecine nucléaireScintigraphieTomoscintigraphie
� C’est la même chose !� Attention plusieurs techniques (TEP, TEMP…)
� Principe : � Injection d’un « traceur » radioactif (isotope) par voie veineuse :
marquage d’un organe ou d’une fonction� Détection du « traceur » grâce au rayonnement détectable
4040
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Médecine nucléaire
4141
Traceur = Vecteur + Radioélément
� Principe� Injection d’un « traceur » radioactif (isotope) par voie veineuse :
marquage d’un organe ou d’une fonction
� Vecteur : molécule choisie en fonction de l’organe ou de la fonction àétudier : hormone, anticorps, médicament…
� Radioélément (ou isotope) : émetteur du rayonnement à détecter
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Médecine nucléaire� Principe :
� Détection du « traceur » grâce au rayonnement détectable
Rayonnement gamma : TEMPTomographie par Emission MonoPhotonique
SPECT des anglosaxons
Rayonnement beta+ (positons) : TEPTomographie par émission de positons
PET des anglosaxons
4242
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Médecine nucléaire
43
Précautions
Femme enceinte
Allaitement
Contre-indications
Femme enceinte 1er T (relatif)
43
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Médecine nucléaire Déroulement d’un examen� Préparation du patient
� Explications, à jeun si TEP, pose d’une voie veineuse� Si étude perfusion (HMPAO, ECD) ou métabolique
(FDG) � au repos, au lit, dans l’obscurité� injection après 10min de repos
� Si étude de la voie dopaminergique (DatScan) : � Protection thyroïdienne per os
� Délai entre injection et acquisition � Selon cinétique de fixation du traceur : entre 5 min et 4
h� Installation du patient (décubitus dorsal + souvent),
immobilité� Réalisation des « coupes » : comptage radioactif� Durée moyenne 15 - 60 min
4444
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Médecine nucléaire
4545
TEP au FDG : Tumeur pulmonaire (hypermétabolisme)
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Médecine nucléaire PET Scan CT PETTEP TDM
= TEP + TDM (Rx) (dans le même appareil)Fusion des images métaboliques (TEP) avec les images
morphologiques (TDM)
Variantes : TEP-IRM, TEMP-TDM4646
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Conclusion� Techniques irradiantes (directive Euratom)
� Rayons X : Radiologie, TDM� Médecine nucléaire
� Problème d’injection de produit exogène� Pdc iodée en radiologie et TDM� Pdc à base de gadolinium en IRM� Produit radioactif en médecine nucléaire
� Grands axes de recherche� IRM
� Nouveaux marqueurs en médecine nucléaire� Radiologie interventionnelle� ….
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Références� Société Française de Radiologie +++
� www.sfrnet.org
� Société Française de Médecine Nucléaire� www.sfmn.org
� www.mednuc.net
� Sites internet des constructeurs� www.swe.siemens.com/france/web/fr/med� www.healthcare.philips.com/fr� www.gehealthcare.com/frfr/
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