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La tomodensitométrie, aussi appelée CT-Scan, CAT-Scan, scanographie ou scanner, est une modalité d'imagerie qui utilise les rayons X pour produire des images en coupe anatomique.

Principes de la tomodensitométrie

Production des rayons X

Les rayons X sont produits de la même manière que pour la radiographie, c'est-à-dire en bombardant une plaque de tungstène avec un faisceau d'électron.

Production de l'image

Le patient est couché sur une table cerclé d'un anneau autour duquel pivote un tube à rayons X. À l'opposé de celui-ci se trouve un détecteur. Ainsi, plusieurs rayons traversent le patient de différents angles. À l'aide d'un algorithme, un ordinateur construit avec les informations recueillies une image en coupe axiale. Comme le processus est reproduit sur toute l'étendue d'une région anatomique, plusieurs coupes sont produites jusqu'à former une représentation tridimensionnelle du patient. À l'aide de ces coupes axiales, des coupes sagittales et coronales peuvent être créées.

Il est nécessaire de faire varier l'épaisseur des coupes selon la région anatomique à examiner. L'épaisseur varie en moyenne de 0.5 à 10mm. Plus les coupes sont fines, plus de radiation sera nécessaire pour produire les images. Selon l'épaisseur et par le biais de l'atténuation des tissus, l'ordinateur réunira les informations des densités tissulaires en voxels ou élements volumiques pour produire une moyenne et l'afficher en pixels. Des nombres sont assignés à chaque teintes de gris, allant du noir au blanc. Selon l'importance de la densité du tissu, un numéro est attribué au pixel et donc à une teinte de gris qui variera selon la fenêtre sélectionnée.[1]

Type de tomodensitométrie

Tomodensitométrie conventionnelle

La tomodensitométrie conventionnelle (single-slice CT) est la forme la plus primitive de tomodensitométrie. Toutes les coupes sont faites séparément et le patient doit retenir son souffle pour chacune d'elle. Entre chaque prise d'image, la table d'examen est déplacée pour produire la prochaine coupe. Quoique la technologie de ces scanners a évolué, plusieurs inconvénients est lié à ce type de tomodensitométrie. Premièrement, il est très long à compléter, ce qui devient problématique lors d'utilisation de contraste comme sa distribution corporelle fluctue dans le temps. De plus, comme le patient doit prendre plusieurs souffles, les éventuelles variations de volume pulmonaires peuvent amener des zones plus ou moins imagées.[1]

Tomodensitométrie hélicoïdale

Durant une tomodensitométrie hélicoïdale (ou spirale), le table bouge à une vitesse donnée pendant que le tube tourne autour du patient. L'ordinateur reconstruit ensuite les images en coupe. Cette méthode est nettement plus rapidement que la tomodensitométrie conventionnelle comme le foie et l'abdomen peuvent être imagé en un seul souffle chacun. Ainsi, il est possible de produire des images aux différentes phases du contraste et les artéfacts de mouvements sont grandement moindres.[1]

Tomodensitométrie hélicoïdale à multiples détecteurs (MDCT)

En plus d'utiliser la concept de la tomodensitométrie hélicoïdale, la tomodensitométrie à multiples détecteurs (MDCT) ajoute des rangées de détecteurs. Sur la majorité des départements munies de la technologie, les détecteurs produisent 16 à 64 coupes à la fois, tandis que des prototypes de 256 coupes sont en développement. Ainsi, plus de coupe peuvent être produites en un temps donnée. Cette technologie, qui permet de produire des images 8 fois plus rapidement que la tomodensitométrie conventionnelle, est particulièrement utilisée pour les angiographies coronariennes, les coloscopies et bronchoscopies virtuelles. Toutefois, la rapidité de la technique vient au coût de la quantité de radiation qui est de 3 à 5 fois plus importante que pour la tomodensitométrie conventionnelle.[1]

Tomodensitométrie fluoroscopique

Particulièrement utile en radiologie d'intervention, la tomodensitométrie fluoroscopique permet la production en temps réel d'images. Cette technologie devient utile lors des ponctions ou biopsies, spécialement dans des zones avec mouvements physiologiques.[1]

Tomodensitométrie à double énergie

La tomodensitométrie à double énergie utilise deux sources de radiation et deux détecteurs distincts. En émettant différents degrés de radiation, il est possible d'évaluer la réponse des tissus à deux niveaux d'énergie distincts, favorisant ainsi une meilleure évaluation de leurs compositions. Il est par exemple possible de déterminer la composition d'une lithiase urinaire en prévision d'une intervention. Cette technologie est aussi plus rapide que le MDCT et permet notamment des imageries cardiaque.[1]

Concepts en tomodensitométrie

Unité Hounsfield

L'unité Hounsfield (HU) est une échelle de mesure objective qui compare la densité des tissus à celle de l'eau distillée, dont la valeur est de 0 HU. L'échelle s'étend de -1024 à +4000 HU. Chaque numéro de pixel est associé à un unité Hounsfield. La teinte des pixels ne dépend pas des unités Hounsfield mais plutôt des fenêtres dans lesquels les images sont interprétées. De plus, les unités Hounsfield ne sont pas des valeurs absolues et peuvent varier d'appareil en appareil. Voici les intervalles d'unités Hounsfield des différents tissus corporels:[1][2]

Tissu Unité Housfield
Air -1000
Poumons -600 à -400
Tissu adipeux -100 à 60
Eau 0
Tissu mou +30 à +45
Sang +60 à +90
Os +400 à +1000

Fenêtres d'examen

Il est possible de modifier les échelles de gris afin de mieux visualiser différentes structures. Ainsi, les teintes de gris sont des mesures subjectives de la densité des tissus. Deux paramètres peuvent être modifiés.

Le window width (WW) modifie le constrate. En modifiant cette échelle, il est possible de déterminer l'intervalle du numéros des pixels affichés selon le numéro de ceux-ci. Une fenêtre large (400 à 2000 HU) montre donc davantage de numéro de pixels entrainant une transition du noir au blanc plus progressive. Une fenêtre large permet d'analyser des tissus comme les poumons où des structures à densités très différentes sont accolées (ex: vaisseaux et bronches). Une fenêtre mince (50 à 350 HU) restreint les numéros de pixels et sont utiles pour l'examen de structures à densités similaires comme pour les tissus mous. Lorsqu'un numéro excède l'intervalle, l'extrême inférieure ou supérieure de gris duquel il se rapproche lui est associé.

Le window level (WL) est la médiane de l'intervalle de numéro de pixels, donc la brillance de l'image. Si le WL est diminué, l'image sera plus brillante.

Certains systèmes ont des fenêtres prédéfinis pour l'analyse des différentes structures. Voici une liste de quelques fenêtres utilisée:[3]

Tissu Fenêtre
Cerveau W:80 L:40
Poumons W: 1500 L: -600
Tissus mous W: 400 L: 50
Foie W: 150 L: 30
Os W: 1800 L: 400

Contraste

L'administration de contraste en tomodensitométrie permet d'accentuer la différence de densité des structures, rehausser le système vasculaire et caractériser certaines lésions. Lorsque l'administration de contraste est indiqué durant un examen, il est administré au patient par voie intraveineuse quelques instants avant la capture d'image. Du contraste par la bouche ou par le rectum peut aussi être administré dans les tomodensitométries de l'abdomen pour l'évaluation des intestins. Les contrastes utilisés en tomodensitométrie sont à base d'iode. Communément, un examen avec contraste est indiqué "C+" tandis qu'il est noté "C-" en son absence.

Comme le contraste progresse dans le système vasculaire, les images seront capturées à différents moments post-injection selon la structure à imager. Ces différents moments portent le nom de phase. Par exemple, la phase artérielle est le moment où le contraste est principalement dans le système artériel (environ 25 secondes post injection). Cette phase sera spécialement utile pour par exemple caractériser une tumeur hépatique, comme la majorité d'entre elles sont perfusées par l'artère hépatique et que le parenchyme hépatique ne reçoit que 30% de sa perfusion par cette artère (70% du système porte).

Il est fréquent d'observer des réactions allergiques d'intensité variable aux produits de contraste. Ces réactions sont communément regroupées sous l'appellation d'allergie à l'iode.

Il est finalement important de noter que les produits iodés peuvent provoquer des néphropathies induites. Selon l'institution, un débit de filtration glomérulaire estimé (DFGe) doit être établi avant l'examen lors de la présence des différents facteurs de risque. Les requêtes d'examen de patient avec des DFGe trop bas peuvent donc y être refusées. Dans ce contexte, un protocole d'hydratation pré-examen peut être débuté en plus de la suspension de médication avec des effets négatifs sur la DFG. Un suivi à 5 jours post-examen du DFGe devrait aussi être fait.[1]

Artéfact

Un artéfact est une altération de l'image radiologique montrant une fausse représentation de l'anatomie du sujet étudié. Ceux-ci peuvent être produit par la distorsion, l'addition ou la délétion d'information provoquées par différentes composantes ou situations. Il existe une multitude d'artéfact. Voici quelques artéfacts le plus souvent rencontré:[1]

Artéfact Définition Exemple
Durcissement de faisceau Produit d'une atténuation sélective des rayons X où les rayons plus faibles sont complètement bloqués par une surface très dense (souvent os ou contraste). Ainsi, la moyenne d'intensité des rayons atteignant le détecteur est augmenté, diminuant faussement l'atténuation. Cet artéfact produit des traits noirs (durcissement) qui s'étendent des structures qui les provoquent. Il est par exemple attendu de retrouver des durcissements de faisceau chez un patient qui ne peut relever les bras durant une tomodensitométrie de l'abdomen. Le durcissement peut être réduit en augmentant le voltage ou en utilisant la tomodensitométrie à double énergie.
Artéfact de mouvement Produit lorsque le patient bouge durant la prise d'image, se traduisant par une image floue. Ceci inclue les mouvements du diaphragme et des poumons si le patient ne retient pas son souffle durant la prise d'image.
Artéfact de striure Produit par des objets métalliques, généralement des clips chirurgicaux ou des plombages. Cet artéfact apparaît quand l'algorithme de reconstruction de l'image ne peut traiter la différence drastique de densité du métal et du tissu adjacent.
Artéfact en anneau Produit des anneaux de densités plus ou moins élevées. Cet artéfact apparaît lorsque l'appareil est décalibré, provoquant des erreurs d'enregistrement d'information à chaque rotation.
Artéfact de bruit Le bruit apparaît comme une image sel et poivre diffuse. Cet artéfact apparaît quand la quantité de radiation est inappropriée pour la morphologie du patient.

Examens en tomodensitométrie

Voici une liste non exhaustive des tomodensitométrie couramment prescrites:

Références

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 et 1,8 (en) William E. Brant, Fundamentals of Diagnostic Radiology, Wolters Kluwer
  2. ↑ (en-US) Francis Fortin, « Hounsfield scale (diagram) | Radiology Case | Radiopaedia.org », sur Radiopaedia (consulté le 12 août 2022)
  3. ↑ (en-US) Andrew Murphy, « Windowing (CT) | Radiology Reference Article | Radiopaedia.org », sur Radiopaedia (consulté le 12 août 2022)
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