Introduction à l’imagerie médicale
Questions:
•
Qu’est ce que l’Imagerie médicale ?
•
Quelles sont les différentes modalités d’imagerie que vous connaissez ?
•
Quels outils pour traiter/analyser les images médicales?
Le spectre lumineux (électromagnétique ) visible ne permet pas de voir à travers la peau et les organes
Immense révolution médicale :
L’imagerie repousse les frontières du visible et transforme la démarche diagnostique
L’imagerie, une révolution de la démarche médicale !
Chirurgie Examen clinique
Interrogatoire
+/- Chirurgie
IMAGERIE
Biologie
Examen clinique Interrogatoire
Démarche diagnostique en 1900 Démarche diagnostique en 2016
Démarche diagnostique en 1900 Démarche diagnostique en 2018
L’imagerie, une révolution de la démarche médicale !
• Des humeurs…
• …à l’auscultation
• … et à l’imagerie
Histoire de l’imagerie médicale
Histoire de l’imagerie médicale
Rayons X• 1895 : Découverte du principe des rayons-X par le physicien allemand Wilhelm Conrad Röntgen, prix Nobel en 1901.
• 1972 : Scanner mis au point par les radiologues britanniques Allan Mc Cornack et Godfrey N.
Hounsfield, prix Nobel en 1979.
Ultrasons
• 1915 : Propagation des ultrasons pour les SONAR (SOund NAvigation Ranging).
• 1955 : Première échographie de Inge Edler (1911-2001), cardiologue suédois.
• 1980 : Echographie Doppler.
IRM
• 1945 : Découverte de la résonance des noyaux des atomes (résonance nucléaire) soumis à un champ magnétique par Edward Purcell et Felix Bloch, tous deux prix Nobel en 1952.
• 1973 : Première image IRM sur un animal par le chimiste américain Paul Lauterbur.
• 1980 : Présentation au RSNA.
Nucléaire
• 1934: Découverte de la radioactivité naturelle par Henri Becquerel, Pierre et Marie Curie prix Nobel en 1903, puis de la radioactivité artificielle par Irène et Frédéric Joliot-Curie prix Nobel en 1935.
• 1990: Développement de la médecine nucléaire, avec la scintigraphie et la tomographie par émission de positons (TEP).
L’imagerie médicale, à quoi cela sert?
Les spécialités de l’imagerie
Les autres technique d imagerie
L end c ie
L end -microscopie confocale
L ana m -pathologie
La génétique Autres techniques d’imagerie
• L’endoscopie
• L’endo-microscopie confocale
• L’anatomo-pathologie
• La génétique
IRM
- Résonance Magnétique Nucléaire.
- Reconstruction à partir de données acquises dans l’espace de Fourier.
- Plusieurs séquences d’acquisition.
Scanner
- Biophysique des radiations.
- Coefficient d’absorption.
- Scanner CT (Computerized Tomography) , scanner spiral.
Échographie - Ultrasons.
Imagerie Nucléaire Imagerie Optique
La chaîne complète
Quelques exemples:
Radiographie
Image en projection du volume dont le contraste dépend de la densité des structures radiographiées
Scanner CT
IRM
Échographie
TEP
1895 : la première image radiologique
Caractéristiques très variées
• Principes physiques
• Irradiation
• Résolution
• Différenciation des tissus
• 2D / 3D
• Coupe / projection
• Anatomie / fonction ou métabolisme
• Séquences temporelles
• Instrumentation
• Caractère invasif
Principes communs de l’imagerie
Caractère invasif
• Résolution spatiale: la plus petite distance distinguable séparant 2 objets
—> Taille du pixel
• Résolution en contraste: le plus petit écart de densité distinguable
• —> niveaux de gris
• Résolution temporelle : intervalle de temps séparant deux images
• Rapport signal sur bruit : notion de compromis en imagerie
• Image numérique: représentation par un nombre fi ni «d’éléments d’images» : le pixel (picture elements)
• image plane : pixels
• Image 3D : voxels
Lexique
Lexique
Résolution spatiale : la plus petite distance distinguable séparant 2 objets
Taille du pixel
Résolution en contraste : le plus petit écart de densité distinguable
niveaux de gris
Résolution temporelle : intervalle de temps séparant deux images
Rapport signal sur bruit : notion de compromis en imagerie
Image numérique : représentation par un nombre fini
« d’éléments d ’images » : le pixel (picture elements)
image plane : pixels Image 3D : voxels
S image
B
Lexique
Résolution spatiale : la plus petite distance distinguable séparant 2 objets
Taille du pixel
Résolution en contraste : le plus petit écart de densité distinguable
niveaux de gris
Résolution temporelle : intervalle de temps séparant deux images
Rapport signal sur bruit : notion de compromis en imagerie
Image numérique : représentation par un nombre fini
« d’éléments d ’images » : le pixel (picture elements)
image plane : pixels Image 3D : voxels
S image
B
Supports de l’information
du film à l’image numérique
Le corps humain vu par chaque modalité
Rayons X
• Poumons (pneumologie)
• Seins (mammographie
• Vaisseaux sanguins (avec agent de contraste)
• Intestins
• Os, articulations (orthopédie, rhumatologie, orthodontie).
Anatomique
Scanner
Cerveau
Os, Muscles, Vaisseaux
Anatomique
Ultrasons
• Coeur.
• Organes digestifs (foie, rate, pancréas, vésicule biliaire),
• Organes urinaires (vessie, reins)
• Organes génitaux (prostate et testicules, ovaires et utérus).
• Vaisseaux (avec méthode de Doppler).
• Foetus (échographie)
Anatomique
IRM
• Cerveau (sclérose en plaques, Alzheimer, épilepsie)
• Moelle épinière (lésions)
• Muscles, tendons.
• Coeur
Anatomique
TEP
• Coeur
• Poumons
• Vessie
• Examples:
Les cellules cancéreuses
consomment plus de glucose que les cellules bénignes.
L’épilepsie se caractérise par des zones hyperactives du
cerveau.
Métabolisme
https://www.pyimagesearch.com/2020/03/16/detecting-covid-19-in-x-ray-images-with-keras-tensorflow-and-deep-learning
