Imagerie Médicale

Pour aider au diagnostic, de nombreuses techniques d’imagerie existent. Elles utilisent des phénomènes physiques différents et donnent des informations complémentaires : certaines donnent des informations morphologiques (visualisation des organes et de leur localisation), d’autres des informations fonctionnelles (on image cette fois-ci un métabolisme particulier).


Principe de l’imagerie morphologique (à gauche) et principe de l’imagerie fonctionnelle à droite (ici le métabolisme suivi est la consommation de sucre qui est importante pour le cerveau, le cœur et les cellules tumorales.

Imagerie morphologique :

  • L’échographie est basée sur l’utilisation des ultrasons qui se réfléchissent de manière différente suivant les tissus rencontrés. En détectant les rayons réfléchis, on peut construire une image précise.
  • La radiographie X ou le scanner (Tomodensitométrie – TDM) : on utilise des rayons X (photons énergétiques très pénétrants). L’atténuation des rayons X dans les tissus dépend de la densité de ceux-ci. On peut obtenir une image de contraste en plaçant une source d’un côté du patient et un détecteur en vis à vis.
  • L’IRM (résonance magnétique) : Cette technique utilise le phénomène de résonance des atomes d’hydrogène lorsqu’ils sont soumis à un champ magnétique. En utilisant un électro-aimant, on peut exciter les atomes d’hydrogène et étudier leur relaxation ce qui fournit des informations sur l’environnement des atomes d’hydrogène et ainsi permet de reconstruire une image précise de la zone imagée.

Imagerie fonctionnelle :  Les 2 principales techniques d’imagerie fonctionnelle utilisent des traceurs radioactifs et leurs capacités à émettre des rayonnements gamma (photons très énergétiques issus du réarrangement des noyaux des atomes) qui sont très pénétrants. Il s’agit de la scintigraphie monophotonique (TEMP) et de la tomographie d’émission de positons (TEP).

  • La scintigraphie monophotonique (TEMP) : on utilise des traceurs radioactifs qui émettent des photons entre 100 keV (kilo Electronvolts) et 300 keV. La direction d’arrivée des photons est déterminée grâce a un ensemble de collimateurs.
  • La tomographie d’émission de positons (TEP): on utilise des traceurs radioactifs émetteurs de positons (antiparticule de l’électron). Après émission et ralentissement, ces positons vont s’annihiler avec les électrons du milieu et émettre 2 photons de 511 keV à 180 ° l’un de l’autre. On détecte ces 2 photons en coïncidence (en même temps) ce qui permet de définir des lignes de réponses dont le croisement permet de déterminer la position du traceur grâce à un traitement mathématique adapté.

Le couplage des informations entre les modalités d’imagerie morphologique et fonctionnelle est réalisé par la fusion des images (cf. figure ci-dessous).  Grace à l’imagerie morphologique on a une image précise de l’environnement.  

Image morphologique scanner – TDM / image fonctionnelle TEP / Image de fusion

Illustration de l’intérêt du couplage : Si on prend l’exemple du jeu « À la recherche de Charlie » (illustre le métabolisme d’intérêt) dans une foule (illustre le corps humain). L’imagerie morphologique permet d’avoir une photo précise de l’ensemble des personne présentes (les différents os et organes).

Grace à l’imagerie fonctionnelle, on va pouvoir identifier la zone d’intérêt associé au métabolisme que l’on suit (ici Charlie).