3.7. COMMENTAIRES
3.1.3. L’appareil a rayon-x
3.1.3.1. Le tube radiogène
Le tube radiogène est une enveloppe de verre pyrex, de forme cylindrique à l’intérieur duquel est fait un vide très poussé (de l’ordre d’un nanomètre de hauteur de mercure) et dans cette enveloppe sont logés le bloc cathodique responsable de l'émission des électrons, et le bloc anode source de production des rayons-X.
17 : Figure 2: Tube à rayons-X
LE BLOC CATHODE
La cathode est la partie négative du tube radiogène. C’est un filament en forme de spirale composé de tungstène et de traces de thorium. Les électrons sont émis à la cathode paru mécanisme de thermo-émission : la cathode est amenée à une haute température par un courant électrique. Les électrons libérés par la haute température sont soumis à une différence de potentiel et sont précipités sur l’anode avec une grande vitesse. Le filament est monté dans une pièce creuse appelée pièce de concentration, dont la finalité est de focaliser les électrons sur l’anode. La cathode est constituée de deux filaments de taille différente, le grand filament permet d’augmenter la production de rayons-X alors que le petit filament permet de concentrer un faisceau d’électron plus faible sur une plus petite surface de l’anode améliorant ainsi la finesse de l’image.
L’ANODE
L’anode est la partie positive du tube radiogène et correspond à la cible. La production des rayons-X se fait à ce niveau, lorsque les électrons accélérés par la différence de potentiel entre les deux électrodes viennent percuter l’anode. On appelle foyer la surface de bombardement des électrons sur l’anode et sa taille est un élément déterminant de la finesse de l’image. Les rayons-X sont partiellement arrêtés par l’anode et la plus grande concentration de ces derniers se retrouve donc dans une direction perpendiculaire à la surface de l’anode : on parle de l’anode réflective.
18 3.1.3.2. Le générateur de haute tension
Le générateur de haute tension produit un courant anodique allant de la cathode à l'anode, le plus constant possible et une haute tension ajustable entre 50 et 120 kV. Il est constitué de trois(3) circuits électriques :
- Circuit primaire de basse tension ;
- Circuit secondaire de haute tension ;
- Circuit de chauffage du filament.
Un générateur classique est composé d’un redresseur et d’un transformateur.
Le redresseur est constitué habituellement de diodes assemblées de telle manière à ce que le courant circule toujours dans le même sens. Le transformateur assure la transformation d’un courant de tension 220 ou 380V en un courant de haute tension 50 à 120 KV.
3.1.3.3. Console de contrôle
Encore appelée pupitre de commande, la console de contrôle est séparée de la table d’examen par un paravent plombé et permet à l'opérateur d'ajuster les trois (03) paramètres d'exposition radiographique : la haute tension (kV), l'intensité du courant (mA) et le temps de pose (ms). La haute tension représente la force de pénétration des rayons-X et permet de contrôler la quantité et l'énergie des rayons-X produits.
L'intensité du courant (mA) définit le courant à travers le tube. Quant au temps de pose (ms), il détermine la durée de passage des rayons-X. Les deux (02) dernières grandeurs sont souvent regroupées en une seule, la quantité d’électricité, exprimée en milliampère seconde (mAs). Enfin, un déclencheur permet au technicien de prendre le cliché radiographique. La première étape consiste à faire tourner l’anode et la seconde à faire passer les rayons.
Ces trois paramètres d’exposition radiographique sont réglés de manière à produire de façon adéquate les rayons-X. ils sont choisis par le technicien en fonction de la structure explorée.
19 3.1.4. Contrôle de la précision du calibrage des facteurs techniques
Les éléments concernés par le contrôle du calibrage sont : - La minuterie motorisée compte tenu du courant d’alimentation. En réalité, l’appareil à rayons-X de l’Hôpital de Mênontin est alimenté par un courant triphasé et ne disposant pas de la toupie motorisée nous avons utilisé la toupie manuelle.
Matériel - toupie manuelle,
- tablier plombé pour la protection de l’opérateur,
- caches plombés pour protéger les régions à irradier ou déjà irradiées, - cassette contenant un film vierge
Vérification du milli-ampérage «mA »
But
- cassette contenant un film vierge, - densitomètre,
- négatoscope.
Vérification du kilovoltage
20
But
Elle consiste à vérifier si le kV affiché correspond au kV débité par l’appareil.
Matériel
- cassette WISCONSIN contenant un film vierge, - caches plombés,
- densitomètre, - négatoscope, - abaque.
3.2. OBJECTIFS DE NOTRE ETUDE
3.2.1. Objectif général
Contribuer à l’amélioration de la qualité de l’image en radiologie en vue d’optimiser l’efficacité de la prestation de service.
3.2.2. Objectifs spécifiques
Vérifier si l’appareil de radiologie débite normalement les facteurs techniques choisis au pupitre de commande (KV, mA, T)
Contribuer à la réduction des pertes de clichés
Contribuer à réduire la surexposition des patients
Contribuer à la durabilité de l’appareil de radiologie
3.3. CADRE, MATERIELS ET METHODES D’ETUDE 3.3.1. Cadre d’étude
Notre étude a été réalisée dans le service d’Imagerie Médicale de l’hôpital de Mênontin couvrant la période du 18 Mai au 31 Août 2015.
3.3.2. Matériels
Le matériel utilisé pour notre étude est de deux ordres : le matériel lourd et le matériel léger.
Le matériel lourd, alimenté d’une source énergétique comporte :
21
L’appareil à rayons X
La développeuse automatique
Le négatoscope
Il s’agit d’une étude prospective.
3.3.3.2. L’échantillonnage
Notre échantillon est constitué, de (4) techniciens de radiologie et (1) technicien de la maintenance.
Critère d’inclusion
Sont inclus dans notre échantillon (4) techniciens de l’unité de radiologie de l’HM et le technicien de la maintenance durant la période du 18 Mai au 31 Août 2015.
Critère de non-inclusion
Tous les techniciens qui ne sont ni du service de radiologie ni de la maintenance.
3.3.3.3. Collecte des données
Notre technique de collecte de donnée comprend essentiellement la recherche documentaire, les informations recueillies auprès du personnel du centre.
22 Dans ce contexte, divers documents relatif relatifs à la thématique ont été consultés sur le net, cours d’appareillage, cours de technique radiologique et d’autres rapport de soutenances.
Au- delà, nos recherches ont été sanctionnées par des enquêtes auprès du personnel du service de radiologie et de la maintenance.
3.4. EXPERIENCES
Pour aider à la résolution du problème sur lequel porte notre travail, nous avons réalisés trois (03) types de tests aidant à vérifier l’état du calibrage des facteurs techniques de l’appareil à R-X de l’HM. Ce sont :
l’expérience de la toupie manuelle,
l’expérience de l’échelle de MEYER,
l’expérience de la cassette WISCONSIN.
3.4.1. Expérience de la toupie manuelle
Description de la toupie manuelle (photo 4)
La toupie est un disque métallique en plomb généralement ou en alliage métallique percée d’un petit trou vers la périphérie et surmonté d’un axe autour duquel elle pivote. Il existe deux types de toupie :
- la toupie manuelle (TM), utilisée pour les appareils monophasés,
- la toupie synchrone motorisée (TSM) utilisée pour les appareils polyphasés.
Déroulement de l’expérience
L’utilisation de la toupie manuelle nécessite deux opérateurs :
- l’un, protégé par un tablier plombé, tourne et surveille la vitesse de rotation de la toupie,
- l’autre, choisit les facteurs techniques et irradie.
Facteurs techniques utilisés
Tableau II: Facteurs techniques employés pour l’expérience de la toupie manuelle
23
Evaluation et résultats obtenus Après développement, on obtiendra :
- des points pour la toupie manuelle en monophasé
- un arc de cercle pour la toupie synchrone motorisée en polyphasé.
Pour la toupie manuelle
Pour les appareils monophasés, l’émission des rayons-X est fonction de la fréquence du courant de la source d’alimentation. Si l’on choisissait des temps de pose de 1/10 de seconde et 1/5 de seconde, on obtiendrait respectivement 5 et 10 points. Si les résultats prévus ne sont pas obtenus, il sera nécessaire de répéter l’expérience 2 à 4 fois.
Si pour 1/5 de seconde on obtient pour quatre expositions 7 points, on peut conclure que le bouton d’exposition s’ouvre avec retard. Si par contre on obtient soient 8; 7;9;10 on dira que le contact du bouton d’exposition fonctionne de façon intermittente. Avec la toupie manuelle on ne pourra pas évaluer une défectuosité du bloc redresseur.
Pour la toupie synchrone motorisée
Pour les appareils triphasés, l’émission des rayons-X dure tout le long du temps de pose sélectionné. Pendant une seconde on obtiendra un cercle soit 360°.
Si l’on choisit des temps de pose de 1/5 ; 1/10 ; 1/20 de seconde on obtiendra des arcs dont les valeurs angulaires seront respectivement de 72° ; 36° et 18°.
24 Si pour 1/20 de seconde on obtient 15° au lieu de 18° on conclura à une défectuosité du bouton d’exposition. Si au contraire on obtient plusieurs arcs de cercle au lieu d’un, on dira que le bloc redresseur est défaillant.
3.4.2. Expérience de l’échelle de Mayer
Description de l’échelle de MEYER (photo 5)
Il s’agit d’un bloc métallique en aluminium ou alliage d’aluminium taillé en escalier. Chaque escalier est appelé échelon.
Déroulement de l’expérience
L’échelle est placée sur la cassette dans le champ d’irradiation parallèlement l’axe cathode-anode et perpendiculairement au rayon central qui traverse l’échelle par son centre. On cache les zones du film réservées aux prochaines irradiations ou aux irradiations passées.
Facteurs techniques utilisés
Tableau III : Facteurs techniques employés pour l’expérience de l’échelle de MEYER
Facteurs techniques Expériences
Evaluation et résultat attendus
On développe le cliché et on passe à sa lecture densitométrique et de préférence on choisit de lire l’échelon du milieu. La comparaison des densités devrait donner les mêmes résultats.
25 Si la densité de l’échelon reste constante pour toutes les expériences c’est que le calibrage du mA reste encore précis.
Dans le cas où le calibrage de la minuterie est précis et que la densité de l’échelon diffère, c’est que le calibrage du mA est déréglé et on peut déterminer l’élément incriminé.
3.4.3. Expérience de la cassette Wisconsin
Nous avons utilisé la cassette WISCONSIN à l’intérieur de laquelle nous avons placé un film vierge de format 18 x 24cm. La cassette a été placée sur la table d’examen de façon à ce que la longueur soit parallèle à l’axe cathode-anode. Chaque région est centrée et irradiée et les autres sont protégées par un cache plombé. A chaque région sont assignés des facteurs techniques dépendent du courant d’alimentation. Le tube à rayons-X de l’HM est alimenté par un courant triphasé, les facteurs techniques utilisés sont consignés dans le tableau III :
Description de la cassette WISCONSIN (photo 6)
Il s’agit d’une cassette-test ayant subi des modifications, elle ne contient qu’un seul écran renforçateur et a pour dimension 20 x 25,4 cm.
. Elle est divisée en six (6) régions à savoir : A, B, C, D, HVL et Information. Les régions A, B, C, D sont divisées chacune en deux colonnes de dix (10) trous (la colonne de droite et la colonne de gauche) et chaque paire de trous constitue une ligne pour un échelon. La région HVL permet d’évaluer une filtration excessive ou insuffisante du kilovoltage. La colonne de droite est une colonne référentielle.
Déroulement de l’expérience
La cassette est placée sur la table de façon à ce que la longueur soit parallèle à l’axe cathode-anode. La première région est centrée et les autres recouvertes de caches plombés et on procède de la même manière pour les autres régions.
26
Facteurs technique utilisés
Tableau IV : Facteurs techniques employés pour l’expérience de la cassette WISCONSIN
Evaluation et résultats attendus
A l’aide d’un densitomètre on mesure les densités des images circulaires correspondantes à des échelons numérotés de 1 à 10 de chaque colonne. On fait la mesure de la densité de la colonne de gauche de chaque échelon et celle de droite.
Ensuite, on retient le numéro de l’échelon où la différence de densité du couple est la plus petite possible ou nulle ainsi que le numéro de l’échelon qui suit
R : densité de l’image de la colonne de droite ou référence N°(a) : numéro de l’échelon retenu
b : échelon qui suit immédiatement l’échelon retenu
Au cas où les densités de référence ne sont pas uniformes, on détermine une densité moyenne de référence 𝑅𝑎𝑏: 𝑅𝑎𝑏 = 𝑅𝑎+𝑅𝑏
2
La formule appliquée est : 𝐷𝑅 = 𝑁°(𝑎) +𝐾𝑎−𝑅𝑎𝑏
𝐾𝑎−𝐾𝑏
27 Connaissant la densité recherchée, on se réfère à la courbe correspondante à la région pour laquelle le calcul a été fait pour déterminer le kV débité par le générateur à rayons-X. Cette détermination peut se faire de 2 manières :
Détermination par lecture sur l’abaque
Il s’agit de situer la densité recherchée sur l’ordonnée de la courbe correspondante à la région et au type du courant d’alimentation. On trace une horizontale à partir du niveau de la densité recherchée jusqu’à la courbe. De là on mène une parallèle à l’axe des ordonnées qui coupe l’axe des abscisses en un point. Il suffira alors de noter la valeur du kV correspondant au kV débité par
l’appareil et de le comparer au kV affiché
Détermination par calcul
La détermination par calcul ne fait que confirmer la détermination par lecture. Entre les deux méthodes il se pourrait qu’il y ait une différence minime dont on ne saurait tenir compte. La formule à utiliser pour chaque région et chaque type d’appareil est inscrite sur chaque abaque correspondant.
Critères de validité des résultats
La cassette WISCONSIN est passible d’une erreur de lecture de plus ou moins 3 kV. Dans la bande des 60 kV et des 80 kV, une variation de plus ou moins 5 kV est acceptable. Dans la bande des 100 kV et de 120 kV, une variation de plus ou moins 8 kV est la limite de l’acceptable.
3.5. ENQUETES
Pour compléter notre recherche, nous avons partagé des fiches d’enquête aux techniciens de radiologie de l’hôpital de Mênontin. Le but de cette enquête est d’avoir des renseignements sur l’état de leur appareil à rayons-X, sur leur capacité à intervenir sur le tube, avoir leur avis sur la capacité de leur unité de maintenance à régler les problèmes que pourrai avoir le tube à rayons-X et surtout connaitre les suggestions qu’ils peuvent apporter pour assurer une durabilité de leur appareil à R-X pour éviter qu’il ne tombe en panne ou pour être réparé convenablement en cas de panne.
28 Cette fiche comporte 19 questions et ne pouvant utiliser les résultats de toutes ces interrogations, nous avons retenu celles que nous avons jugées capitales.
3.6. RESULTATS
Après avoir réalisé les différents tests nécessaires pour le contrôle des calibrages, nous avons rapporté les résultats obtenus sous forme de tableau et de photo.
Les résultats obtenus pour la vérification de l’état du calibrage de la minuterie ont été consignés dans le tableau V.
Tableau V : Résultat du test de vérification du calibrage de la minuterie Temps de pose(s)
Valeur de l’arc
1/16 1/18 1/20 1/20
Valeur normale de l’arc 23° 20° 18° 18°
Valeur mesurée 55° 80° 110° 55°
Photo 1 : Résultat du test du calibrage de la minuterie
Le tableau VI présente les données du test du calibrage de l’intensité du courant.
29 Tableau VI : Résultat du test de vérification du calibrage de l’intensité
Expériences Densité optique obtenue
A 2 ,21
B 2,50
C 2 ,50
D 2,60
a b c d Photo 2 : Résultats du calibrage du temps de pose
Le tableau VII présente les résultats du test de vérification de l’état du calibrage du kilo-voltage.
30 Tableau VII : Résultat du test de vérification du calibrage du kilo-voltage
REGIONS Ua affiché Densité
recherchée Ua mesurée Variation
A 60 - - -
B 80 - - -
C 100 18,59 95 5
D 120 10,97 116 4
HVL 60 - - -
Photo 3 : Résultat du calibrage du kilo-voltage
Les informations recueillies des fiches d’enquête distribuées aux techniciens de l’unité de radiodiagnostic de l’HM, ont été réparties dans les tableaux ci-dessous.
31 Tableau VIII : Répartition des réponses concernant le contrôle du calibrage du tube radiogène
Un contrôle du calibrage a-t-il été effectué sur le tube à rayon radiogène de l’HM ?
Effectifs Fréquence en %
NON 04 100
OUI 00 00
TOTAL 04 100
Tableau IX : Répartition des réponses sur la disponibilité du matériel de contrôle du calibrage de l’appareil de Radiologie
Y-a-t-il de matériel pour le
contrôle du calibrage ? Effectifs Fréquences en %
OUI 00 00
NON 04 100
TOTAL 04 100
Tableau X : Répartition des réponses sur le désir d’un contrôle périodique de l’appareil à rayon-X
Voudriez-vous un contrôle périodique du calibrage de l’appareil à rayon-X ?
Effectifs Fréquences en %
OUI 04 100
NON 00 00
TOTAL 04 100
32 Tableau XI : Répartition des réponses concernant la périodicité souhaitée pour la maintenance
Périodicité de
maintenance souhaitée Effectifs Fréquences en %
Trimestrielle
Tableau XII : Répartition des réponses concernant le résultat du bon calibrage des facteurs techniques
Des résultats issus des tests effectués sur le dispositif, nous pouvons déduire les commentaires qui suivent :
Du tableau V qui présente les tests sur la minuterie nous pouvons dire que pour un temps de pose de 1/20 de seconde, nous avons obtenu deux résultats différents, dont les valeurs des arcs sont respectivement 110° et 55° alors qu’on devrait obtenir 18°. Ayant utilisé la toupie manuelle au lieu de la toupie synchrone motorisée, nous ne pouvons pas conclure sur la précision du calibrage de la minuterie.
33 Le tableau VI qui nous renseigne sur les résultats du milliampèrage nous montre que pour les (4) quatre expositions , nous avons obtenu deux valeurs identiques que sont B et C (2,50) et deux valeurs différentes à savoir A=2,21 et D=2,60 alors que ces résultats devraient être normalement tous identiques.
Nous pouvons donc conclure à un début de dérèglement du milliampèrage et les causes peuvent être :
un dérèglement au niveau de la bobine d’atténuation,
une défectuosité au niveau du milli- stabilisateur,
une défectuosité au niveau du compensateur de charge spatiale,
le filament cathodique sous-chauffé.
A partir des résultats obtenus après les tests du kilovoltage présenté par le tableau VII, nous pouvons dire que nous avons respectivement obtenu pour les régions C et D, 95 KV et 116 KV alors que les kV affichés sur le pupitre de commande étaient respectivement 100 et 120. De l’analyse de ces résultats nous remarquons une variation pas très importante entre les KV affiché et les KV débités car nous avons pris en compte une marge d’erreur de +/- 8 pour les régions de de 100-120 KV. Cela nous amène à déduire que le calibrage des 100KV et 120KV serait relativement précis car la tension débitée serait dans les normes par rapport à la tension affichée sur le pupitre de commande.
La qualité du film ne nous a permis de déterminer les KV au niveau des régions A et B. Nous déduisons que le calibrage au niveau de la haute tension des KV 60 et 80 ne serait pas précis.
De l’analyse des enquêtes réalisées auprès du personnel du service, il ressort du tableau VIII que jamais un contrôle du calibrage des facteurs techniques n’a été fait sur le tube radiogène de l’hôpital de MENONTIN.
De même le tableau IX, révèle que le service de maintenance de l’hôpital de MENONTIN ne dispose pas de matériel nécessaire pour le contrôle du calibrage.
En outre, le tableau X, montre que les techniciens de l’unité de radiodiagnostic de l’hôpital de MENONTIN souhaitent un contrôle périodique du calibrage de l’appareil à rayon-X.
34 Aussi du tableau XI, il ressort que 75% de la population enquêtée souhaite une maintenance semestrielle et 25% une maintenance annuelle.
Enfin, le tableau XII, nous confirme que la bonne calibration des facteurs techniques permettra d’améliorer la qualité de l’image.
35
CONCLUSION
36 Notre stage de fin de formation s’est déroulé dans le service d’Imagerie Médicale de l’hôpital de Mênontin. Nous avons réalisé un certain nombre d’examens standard, ce qui nous a permis d’acquérir une bonne dextérité dans la conduite des tâches dans un service de radiologie. Et cela nous amène à dire que nos objectifs sont vraiment atteints. Toutefois, afin d’améliorer nos performances dans la réalisation des examens standard, nous souhaitons vivement faire des stages de perfectionnement, ce qui nous permettra également de réaliser assez d’examens spéciaux.
Ce stage nous a aussi permis de faire une étude sur l’état de la calibration des facteurs techniques de l’appareil de radiodiagnostic. Et suite à nos recherches, les résultats nous montrent qu’il y a une défectuosité au niveau du milliampèrage et du kilovoltage. En ce qui concerne le temps de pose les tests ne nous ont pas permis de
Ce stage nous a aussi permis de faire une étude sur l’état de la calibration des facteurs techniques de l’appareil de radiodiagnostic. Et suite à nos recherches, les résultats nous montrent qu’il y a une défectuosité au niveau du milliampèrage et du kilovoltage. En ce qui concerne le temps de pose les tests ne nous ont pas permis de