Physique médicale Rayons X en radiographie et tomodensitométrie

Caractéristiques des rayons X :

La combinaison de (1) la capacité à pénétrer les matériaux opaques, (2) la longueur d’onde à l’échelle atomique et (3) la haute énergie des photons X individuels a conduit à une large gamme d’applications industrielles, médicales et scientifiques.

Comment fonctionnent les radiographies médicales ?

Les images radiographiques sont un outil de diagnostic indispensable en médecine moderne, permettant de détecter des maladies telles que la carie dentaire, les fractures osseuses, les corps étrangers et le cancer. Les rayons X permettent de différencier facilement les os des tissus mous. Les rayons X traversent le corps et sont absorbés par différents tissus en quantités différentes, en fonction de la densité du tissu qu’ils traversent. Par exemple, des structures comme les os contiennent du calcium, qui a un numéro atomique plus élevé que la plupart des tissus et contient relativement plus d’électrons, qui ont plus de chances d’interagir avec les rayons X et donc de pénétrer moins. Grâce à cette propriété, les os absorbent facilement les rayons X. Ainsi, sur le fond noir d’une radiographie, les structures osseuses apparaissent plus blanches que les autres tissus. À l’inverse, les rayons X traversent plus facilement les tissus moins radiodenses (comme la graisse et les muscles) et les cavités remplies d’air (comme les poumons).

Le terme « poumon blanc » est souvent entendu dans le diagnostic de la COVID-19. Lorsque les poumons sont enflammés, la densité de cette zone devient relativement plus élevée par rapport aux vaisseaux sanguins et à l'air dans les poumons, et l'image radiographique des poumons peut montrer une zone blanche anormalement grande, on l'appelle donc « poumon blanc », ce qui signifie que les symptômes du patient peuvent être assez graves.

Exemples d'utilisations courantes des rayons X médicaux

(1) Imagerie radiographique : Détecter les fractures, certaines tumeurs et autres masses anormales, les pneumonies, certains types de blessures, les calcifications, les corps étrangers, les problèmes dentaires, etc. comme ce qu’on appelle souvent prendre une radiographie.

(2) CT (Tomodensitométrie) : désigne une procédure d'imagerie radiographique informatisée dans laquelle les rayons X sont dirigés vers le patient et tournés rapidement autour du corps, produisant des signaux qui sont traités par un ordinateur pour générer des images transversales, ou « tranches », du corps. Ces coupes, appelées tomogrammes, contiennent des informations plus détaillées que les radiographies classiques. Une fois que l'ordinateur a collecté plusieurs tranches séquentielles, elles peuvent être « empilées » numériquement pour former une image 3D du patient, ce qui facilite l'accès à des informations médicales plus riches.

Y a-t-il des risques ?

Lorsqu’elles sont utilisées correctement, les avantages diagnostiques de la radiographie dépassent largement les risques. Cependant, les rayons X produisent un rayonnement ionisant, une forme de rayonnement qui peut endommager les tissus vivants. Ce risque augmente avec le nombre d’expositions. Il est donc nécessaire de prendre des mesures de radioprotection adéquates.