Radioscopie

Radioscopie - Artefacts de l'Image Radiographique

 

Objectifs d'apprentissage :

  1. Connaître le principe de fonctionnement de la radioscopie
  2. Connaître les indications de la radioscopie
  3. Connaître la structure et le fonctionnement de l'amplificateur de luminance
  4. Connaître les caractéristiques de l'image radioscopique par rapport à l'image radiographique
  5. Connaître les principaux artefacts de l'image radiographique : film partiellement et complètement voilé, films pâles, artefacts liés à la grille, artefact dus aux objets surajoutés, artefacts liés aux écrans, au film et au développement.


Points importants :

  1. La radioscopie est à la radiographie ce que la vidéo ou le cinéma est à la photographie.
  2. La radioscopie moderne utilise un amplificateur de luminance relié à un réseau de télévision ou un convertisseur analogue-digital pour numériser les images produites.
  3. Les indications de la radioscopie sont l'observation de structures internes en mouvement, la radiologie interventionnelle, l'obtention rapide d'image statiques instantanées, et l'aide au positionnement radiographique.
  4. L'amplificateur de luminance transforme l'image radiante en un faisceau d'électron qui est accéléré par une différence de potentiel et dont la taille est réduite
  5. La radioscopie utilise une source continue de rayons x de faible intensité
  6. L'image radioscopique est plus bruitée et moins fine que l'image radiographique
  7. La grille devient excessivement visible lorsqu'elle est décentrée ou placée à l'envers
  8. Toutes les aspérités cutanés (mamellons, ergots, chataigne) et tout objet fixé aux poils (boue, poils mouillés) sont à l'origine d'opacités supplémentaires artefactuelles qui peuvent prêter à confusion Une déterioration de la surface de l'écran ou l'interposition d'un objet entre le film et l'écran est à l'origine d'artefacts blancs à bords très nets sur le film radiographique
  9. L'électricité statique et les marques de pression sur le film radiographique sont à l'origine de traces noires sur le film.



1. Radioscopie

 

La radioscopie est un système d'imagerie qui permet d'obtenir une image radiologique dynamique du patient. La radioscopie est à la radiographie ce que le cinéma (ou la vidéo) est à la photographie. Cet outil diagnostique présente de nombreuses applications que l'on peut résumer à quatre grandes catégories :

  1. Observer des mouvements d'organes internes (trachée) et/ou le cheminement d'un produit de contraste (déglutition, transit baryté ...)
  2. Assister un geste d'intervention sur un patient (Radiologie interventionnelle : cathétérisme, dilatation d'une sténose, ponction assistée)
  3. Obtenir une image instantanément lorsque le temps est un facteur important (réduction de fracture, visualisation du produit de contraste lors de myélographie)
  4. Aide au positionnement.

L'emploi de la radioscopie doit cependant obéir à des règles strictes d'utilisation pour éviter une irradiation du personnel non nécessaire et dangereuse. Depuis les années 50 et 60, les unités radioscopiques sont équipées d'amplificateurs de luminance qui ont permis une amélioration des conditions d'examen ainsi qu'une diminution considérable des risques d'irradiation.

1.1. Conditions d'exposition

La différence majeure de fonctionnement du tube radiogène entre la radiographie et la radioscopie réside dans l'intensité du flux de rayons X. En radiographie, la quantité de rayons X est concentrée sur une très courte durée et les intensités (mA) utilisées sont très importantes. En radioscopie, l'intensité du faisceau de rayons X est bien plus réduite (environ 100 fois plus faible) mais est étalée sur une plus grande durée. Pour un examen moyen, la quantité totale de rayons X émise pendant l'exposition est cependant nettement supérieure pour la radioscopie que pour la radiographie. Le temps d'utilisation doit toujours être maintenu au plus court pour éviter une irradiation trop importante. Deux raisons sont à l'origine de la faible charge utilisée en radioscopie : la première est d'ordre technologique. Le tube radiogène ne pourrait pas supporter une charge élevée pendant une durée aussi importante. La deuxième raison est d'ordre médical. L'utilisation d'une charge élevée entraînerait une irradiation non justifiée et trop importante du patient et du personnel.

La conséquence immédiate de l'utilisation d'une intensité relativement faible est une diminution de la qualité de l'image par rapport à la radiographie. Cette baisse de qualité se manifeste par une augmentation significative du bruit, qui s'observe par la scintillation et la granularité de l'image.

Les paramètres d'exposition peuvent être ajustés pour obtenir une image lisible suivant les mêmes principes que pour la radiographie. Le réglage de l'intensité (mA) permet d'ajuster la luminosité de l'image. Celui de la tension permet de faire varier le contraste. Sur beaucoup d'appareils, le débit des rayons X (mA) est ajusté automatiquement en fonction de l'intensité lumineuse de la fenêtre de sortie de l'amplificateur de luminance. Dans ce dernier cas, seule la tension peut être réglée pour modifier le contraste. Le temps de pose est naturellement sans objet pour la radioscopie.

1.2. Amplificateur de luminance

L'amplificateur de luminance est placé dans le prolongement du faisceau primaire et remplace la cassette. Il est formé de trois éléments : la fenêtre d'entrée, le système d'amplification (lentille électronique) et la fenêtre de sortie. La fenêtre d'entrée est placée contre l'objet à examiner et a pour fonction de transformer les rayons X constituant l'image radiante en électrons. Les électrons sont accélérés et focalisés par une différence de potentiel et projetés sur la fenêtre de sortie. Chaque électron projeté forme un signal lumineux et l'information est transformée en une image visible. L'accélération et la focalisation des électrons permettent d'amplifier le signal et constituent le principe de base de ces appareils.

1.2.1. Fenêtre d'entrée

La fenêtre d'entrée est constituée d'une surface concave métallique (aluminium, en général) qui assure le vide à l'intérieur de l'appareil. Le diamètre d'entrée conditionne la taille maximale du champ. Juste derrière, se situe la surface réceptrice composée d'une couche de cristaux luminescents, similaires à ceux des écrans utilisés en radiologie, dont la fonction est de transformer les rayons X en lumière. La couche d'écran est recouverte par une photocathode composée d'antimoniure de césium, ayant des propriétés photoélectriques, c'est-à-dire qui émet des électrons lorsqu'il est illuminé.

1.2.2. Amplification

Les électrons porteurs de l'image radiante sont accélérés entre les fenêtres d'entrée et de sortie à la manière des électrons accélérés dans un tube radiogène. Une différence de potentiel d'environ 30 à 40 kV est habituellement utilisée. Les électrons sont focalisés sur la fenêtre de sortie par des électrodes latérales constituant une lentille électronique. L'intensité du faisceau est amplifiée à la fois par l'accélération des électrons et par le jeu de la focalisation qui concentre les électrons sur la fenêtre de sortie. La surface de la fenêtre d'entrée est légèrement concave de manière à ce que tous les électrons parcourent la même distance. Le faisceau d'électrons converge vers un point situé entre les deux fenêtres et l'image reçue sur la fenêtre de sortie est inversée par rapport à celle de la fenêtre d'entrée, à la manière d'un système d'optique classique.

1.2.3. Fenêtre de sortie

La taille de la fenêtre de sortie est réduite (généralement 2,5 cm de diamètre). Le processus inverse de celui se produisant à la fenêtre d'entrée se déroule à la fenêtre de sortie : les électrons sont transformés en photons lumineux. Les électrons sont projetés sur l'anode de l'amplificateur de luminance et activent un écran luminescent. L'écran de sortie est habituellement composé de sulfate de zinc et de cadmium qui émet une lumière verte. Les zones lumineuses de la fenêtre de sortie correspondent à des plages de rayons X. L'image radioscopique est donc une image "en négatif" par rapport à la radiographie.

1.2.4. Réseau de télévision, ampliphotographie, numérisation

La fenêtre de sortie n'est en général pas directement visualisée à cause de sa petite taille et de son exposition aux rayons X. Un système vidéo permet de montrer l'image sur un écran de télévision par l'intermédiaire d'une caméra vidéo placée juste derrière la fenêtre de sortie. Le moniteur est généralement placé dans un endroit protégé des rayons X, le plus souvent à proximité de la console de contrôle du générateur. Le développement récent de la numérisation a permis d'augmenter les possibilités de manipulation de l'image (arrêt sur l'image, soustraction d'image...).

Sur certains appareils, un système de miroir permet à l'utilisateur de filmer ou de prendre une série de radiographies, appelées "ampliphotographies" ou "radiophotographies" directement à partir de la fenêtre de sortie. Une radiographie ne peut être réalisée qu'après retrait (souvent automatique) de l'amplificateur de luminance et son remplacement par un système écran-film. La qualité de ces images photographiques est généralement meilleure que sur l'écran de télévision et celles-ci peuvent servir de support pour la documentation des informations recueillies lors de l'examen dynamique.

2. Les artefacts de l'image radiographique

 

Un artefact radiographique est un phénomène d'origine artificielle ou accidentelle modifiant l'apparence du film radiographique. Beaucoup d'artefacts proviennent du développement, en particulier lorsque celui-ci est manuel. D'autres artefacts sont liés à la production du faisceau de rayons X et à la formation de l'image radiante. Beaucoup d'artefacts sont liés à des erreurs techniques qu'il est possible de corriger. Pour un besoin de simplicité, seuls les artefacts les plus souvent rencontrés en radiologie vétérinaire sont envisagés.

2.1. Problème diffus intéressant l'ensemble ou une grande partie du film radiographique

2.1.1. Film noir ou très sombre

Un film trop sombre peut être dû à un voile ou une trop forte exposition aux rayons X au moment de l'exposition.

Lorsque le film radiographique est voilé, les parties non exposées du film (marqueur métallique, cache pour l'identification ...) sont aussi noircies et l'image perd une partie de son contraste. Le film peut avoir été voilé par la lumière dans la chambre noire au moment du chargement et déchargement de la cassette, ou au moment du développement. Il est important de s'assurer de l'étanchéité à la lumière de la pièce (en particulier porte et fenêtre) en localisant les fuites après une adaptation des yeux à l'obscurité. Le problème peut également provenir de l'éclairage. Il est important de vérifier que l'éclairage est adapté aux films utilisés. Les films orthochromatiques (utilisés avec les écrans émettant dans le vert) nécessitent un éclairage différent que les films sensibles au bleu. La source lumineuse ne doit aussi pas être trop rapprochée du film. Un test simple consiste à laisser sur la paillasse un objet (pièce de monnaie, clefs ...) sur un film vierge pendant 5 minutes dans la chambre noire. Si l'éclairage est défectueux (trop intense ou de couleur inadaptée) ou que la pièce n'est pas étanche à la lumière, l'ombre de l'objet apparaît sur le film après développement.

Lorsque l'étanchéité de la cassette est imparfaite, le voile n'intéresse souvent qu'une partie de la radiographie. Les cassettes sont souvent fermées par deux fermetures. Lorsqu'une des deux fermetures seulement est en cause, le voile intéresse un coin de la radiographie.

Le voile peut également être dû à l'exposition préalable du film ou de la cassette aux rayons X (rayonnement diffusé produit au moment de la prise des radiographies). Il est déconseillé de stocker sans protection les films et les cassettes dans la même pièce que l'appareil de radiologie.

Enfin, un film excessivement noir peut être le résultat de la somme d'expositions multiples réalisées involontairement sur la même cassette. Dans ce cas, les structures reconnaissables paraissent enchevêtrées les unes dans les autres.

2.1.2. Manque de contraste : film pâle

Un manque de contraste peut être dû à un mauvais réglage de la tension (kV), à un rayonnement diffusé trop important, ou à une erreur de développement. Lorsque le film est voilé, le manque de contraste est associé à un noircissement excessif du film (voir précédemment).

La tension (kV) contrôle l'énergie des rayons X et a une influence sur le contraste de l'image radiographique. Lorsque la tension augmente, le contraste diminue. Un manque de contraste peut être dû à une tension trop élevée. Il est recommandé d'utiliser une tension réduite (< 80 kV) pour l'examen de l'abdomen et des parties osseuses.

La présence d'un rayonnement diffusé entraîne l'apparition d'un voile uniforme sur la radiographie et a pour effet de diminuer le contraste. Divers moyens permettent de lutter contre le rayonnement diffusé, dont la grille antidiffusante est le plus efficace. Pour limiter les effets du rayonnement diffusé, il est recommandé d'utiliser une grille dès que l'épaisseur à radiographier dépasse 10 cm.

La combinaison d'un sous développement et d'une surexposition produit une radiographie de noircissement moyen correct, mais avec un faible contraste. Cette erreur est très fréquente en pratique, en particulier lorsque le développement est manuel. Le sous développement peut être détecté par le manque d'intensité du noir entourant l'objet à radiographier. Le problème peut être facilement corrigé par l'augmentation du temps de séjour ou de la température des bains. Les facteurs d'exposition sont ensuite réduits pour obtenir un noircissement adéquat du film.

2.1.3. Artefacts liés à la grille

La trame de la grille est particulièrement visible lorsque la grille est fixe et que les lamelles de la grille sont épaisses. Pour corriger ce défaut, on peut soit utiliser une grille mobile (Potter-Bucky) ou une grille à lamelles fines, peu visible sur la radiographie.

La trame de la grille devient anormalement visible et prend une apparence irrégulière lorsque la grille est décentrée et que le petit axe des lamelles n'est pas parallèle au faisceau primaire de rayons X ou que la grille est placée à l'envers. Cet artefact peut être facilement corrigé, une fois détecté, en alignant la grille avec le faisceau de rayons X et en respectant la distance de focalisation.

2.2. Problème localisé intéressant un ou plusieurs endroits du film radiographique.

Toute trace ou image présente sur le film qui ne provient pas de la projection radiographique des structures à étudier peut être considérée comme un artefact. Il peut s'agir de la projection d'objets non désirés, présents sur l'animal ou la table, ou provenir du récepteur d'image (écran, film, développement). Ces artefacts peuvent parfois conduire à des erreurs de diagnostic s'ils ne sont pas correctement identifiés.

2.2.1. Objets surajoutés

Ces objets peuvent être présents n'importe où entre le tube à rayons X et l'écran. Leur projection radiographique peut être considérée comme un artefact car elle est imprévue et forme des opacités qui peuvent prêter à confusion.

De nombreux artefacts proviennent du patient lui-même : la projection du fourreau chez le mâle et des mamelons chez la femelle forment des opacités bien contrastées et à contours nets, qui peuvent être confondus avec des calculs vésicaux ou des nodules pulmonaires. Les poils mouillés forment des opacités linéaires, qui apportent une certaine confusion. Le gel utilisé en échographie entraîne l'apparition de traînées opaques gênantes. D'une manière générale, les artefacts liés au patient sont dangereux car ils forment des opacités qui peuvent ressembler à des images anormales. Il est donc important de les identifier comme tel.

La table de radiographie peut être à l'origine d'artefacts qui n'apparaîtront que lorsque la cassette est placée sous la table (technique avec grille). La surface de la table doit être maintenue propre pour éviter la projection sur le film radiographique de produit de contraste (produit iodé ou à base de baryum) provenant d'un examen antérieur. La table doit être composée d'un matériau suffisamment homogène pour atténuer uniformément le faisceau de rayon X. L'utilisation du bois aggloméré, par exemple, est à proscrire car il entraîne l'apparition d'une granularité très gênante sur la radiographie.

2.2.2. Artefacts dus au récepteur

Le récepteur (cassette, film, développement) est la source la plus importante d'artefacts localisés. Ces artefacts peuvent être minimisés en prenant soin à l'entretien et à la manipulation des écrans et des films dans la chambre noire. Lorsque le diagnostic radiographique est en jeu et que l'artefact est supposé provenir du récepteur, la prise d'une seconde radiographie similaire permet souvent de lever le doute.

2.2.2.1. Artefacts liés à l'écran

La détérioration de la surface de l'écran par des rayures, craquelures, éclats, taches de fixateur, de sang ... ou l'interposition de petits corps étrangers (poils, poussière, mousse ...) entre le film et l'écran entraîne l'apparition de petites taches, points ou traits blancs sur le film radiographique. Du fait de la compression des écrans l'un sur l'autre, les petits objets restent accrochés à l'écran et peuvent être très difficiles à retirer. Les artefacts liés à l'écran sont toujours blancs (clairs) et se retrouvent au même endroit sur le film à chaque fois que la même cassette est utilisée. Lorsqu'on dispose d'un grand nombre de cassettes, il est conseillé d'identifier les écrans dans un coin, à l'aide d'un numéro ou d'une lettre, de manière à ce que l'identification apparaisse sur le film. La cassette en cause peut alors facilement être repérée et être ouverte pour confirmer l'origine de l'artefact et essayer de l'éliminer. Ce type d'artefacts peut être prévenu par un nettoyage fréquent des écrans et par la manipulation soignée de la surface des écrans dans la chambre noire. La séparation de la partie sèche et humide du laboratoire prévient la contamination des écrans par les produits chimiques.

2.2.2.2. Artefacts liés au film

Si le film radiographique est plié ou est soumis à une pression importante localisée lors de sa manipulation, il apparaît une trace noire à l'endroit de la pliure ou de la pression. Lorsqu'il est dû à une pliure en coin du film, cet artefact apparaît en forme de "coup d'ongle". Ce type d'artefact peut être évité en manipulant les films radiographiques avec soin, en faisant attention à ne pas les plier. Il est conseillé de tenir le film verticalement par son bord supérieur de manière à ce qu'il ne puisse pas plier sous son propre poids. Lorsque le film est rayé au-delà de la couche protectrice, l'émulsion perd ses propriétés et les rayures apparaissent comme des traits blancs. En regardant le film avec une lumière réfléchie, on peut voir que les rayures ont endommagé la surface du film.

Des décharges d'électricité statique lors de la manipulation des films entraînent l'apparition de traînées noires de forme variable dues à la sensibilisation du film directement par la lumière de l'éclair. Il s'agit souvent d'arborisations, ou de points noirs alignés. Ces artefacts sont plus fréquents lorsque l'air est sec. La couche protectrice du film prévient normalement ce type d'artefact.

Le support du film radiographique est sensible à la température et peut être déformé par une exposition localisée à la chaleur d'une lampe à haute intensité ou au sèche cheveux. Le film perd alors sa forme plane pour devenir gondolé. Cet artefact peut être prévenu par un séchage uniforme du film et en évitant l'exposition prolongée d'une partie du film à une lampe à haute intensité.

2.2.2.3. Artefacts liés au développement

Lorsque le film est mouillé avant le développement par des gouttes d'eau ou de fixateur, l'action du révélateur est diminuée localement par une modification du pH du film. L'artefact est de teinte claire, de forme ovale ou en traînée, souvent entouré d'un halo foncé. La tache est généralement visible sur une des faces du film à l'examen à la lumière réfléchie. Cet artefact peut être prévenu en manipulant les films avec des mains propres et sèches et par la séparation de la partie sèche et humide de la chambre noire.

Des marques de doigts peuvent apparaître sur le film développé lorsque le film a été manipulé avec des mains humides ou grasses. Ces marques sont plus ou moins prononcées, de forme ronde ou ovale, avec les empreintes digitales parfois visibles, de teinte claire (eau, fixateur, gras) ou sombre (révélateur). Encore une fois, ces artefacts peuvent être évité par la manipulation soignée du film et par la séparation de la partie sèche et humide du laboratoire.

Si, au cours du développement, le film est contre la paroi de la cuve ou que deux films sont en contact par une de leur surface, l'action du révélateur est fortement réduite et on observe un sous développement localisé. La forme et l'étendue de cet artéfact dépendent de la surface de contact. Lorsque le développement est automatique, cet artefact peut être provoqué par l'introduction trop rapprochée de deux films dans la développeuse. Dans ce cas, la zone de sous développement est à bord net et rectiligne dessinant parfois un coin arrondi du film superposé. La surface du film est en général endommagée et l'artefact est visible avec une lumière réfléchie. Cet artefact peut être évité en prenant soin à la position du film dans la cuve à développer. Si la cuve est trop petite, il est préférable de développer les films les uns après les autres. En cas de développement automatique, cet artefact peut être évité en respectant l'intervalle minimum entre deux films, généralement annoncé par un signal sonore ou lumineux.

Lorsque le film est mal fixé, le support conserve une opacité blanche ou légèrement rosée, à la sortie du bain. Cet artefact peut être corrigé en prolongeant le temps de séjour dans le fixateur en fonction des recommandations du fabricant (5 à 10 min). Si cet artefact se produit avec une développeuse automatique, la qualité et la concentration du fixateur doivent être vérifiées.

Un film mal rincé garde des traces de produits chimiques et en particulier de fixateur. Avec le temps, se développent des taches brun-jaunes sur le film correspondant à des dépôts de sulfure d'argent, provenant de la décomposition tardive d'halogénure d'argent de l'émulsion. Ces dépôts sont visibles sur la surface du film avec une lumière réfléchie. Le film conserve une forte odeur caractéristique de fixateur. Cet artefact peut être évité par un rinçage suffisant. Lorsque le développement est manuel, il est recommandé de rincer le film à l'eau courante pendant environ 30 min.

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