La radiographie et L’imagerie par rayons X

Ce Document d'information aborde certaines techniques ingénieuses d’imagerie, une technologie qui fait appel à divers matériaux et méthodes. Le mot « image » (du latin imago, qui signifie « portrait », ou « reproduction ») désigne la représentation visuelle d’une personne, d’un endroit ou d’une chose. Cette représentation peut être à deux dimensions, comme une photographie, ou à trois dimensions, comme une statue. Certaines images sont très éphémères, comme celle de votre visage dans un miroir, ou celles qui apparaissent sur l’écran de votre téléviseur. D’autres sont plus durables. C’est pourquoi on les appelle « images fixes » ou « épreuves ». Pour les capter, on peut utiliser des télescopes, des caméras, des microscopes et d’autres appareils optiques. Dans les pages qui suivent, nous en examinerons quelques-uns qui nous permettent de voir et d’enregistrer d’incroyables images, comme celles de structures se trouvant à l’intérieur du corps humain.

La radiographie

La radiographie est une technique de production d’images utilisant l’énergie des rayons X. Les technologues en radiation médicale sont les professionnels qui créent ces images radiographiques, ou radiographies. C’est en effet dans le secteur des soins de santé que cette technologie est la plus utilisée. Les images radiographiques (images statiques semblables à des photographies), les images fluoroscopiques (images animées semblables à des films) et les images tomographiques (images en coupes) ne sont que quelques-unes des façons de visualiser l’organisme au moyen de rayons X.

Les technologues en radiation médicale doivent avoir une bonne compréhension des sciences tant biologiques que physiques. Du point de vue biologique, ils s’intéressent principalement à la physiologie et à l’anatomie humaine, en se penchant notamment sur l’ostéologie, qui traite des os du squelette. En étudiant la physique et la chimie, ils apprennent également comment les rayons X sont produits, de quelle manière leurs faisceaux sont modifiés quand ils interagissent avec un corps de façon à créer une image, comment cette image est captée et comment elle est stockée. Nous allons maintenant explorer certaines méthodes d’imagerie radiographique.

L’imagerie par rayons X

Imaginez que vous êtes en train de jouer au hockey (ou à votre sport favori), sur le point de marquer le but de la victoire et de devenir l’idole de la journée, quand un joueur de l’autre équipe trébuche et vous percute de plein fouet. Après une course effrénée vers l’hôpital, où on vérifie l’état de vos os en soumettant votre jambe aux rayons X, vous vous demandez peut-être de quoi il s’agit. Vous en saurez plus après avoir lu ce qui suit.

Historique

C’est le physicien allemand Wilhelm Conrad Roentgen qui a découvert les rayons X le 8 novembre 1895, alors qu’il travaillait avec des tubes à rayons cathodiques (genre de cylindres sous vide et scellés dotés d’un canon à électrons à une extrémité et d’un écran conçu pour capter des images à l’autre). Roentgen avait alors remarqué que l’écran qu’il utilisait (une plaque photographique composée d’un produit chimique appelé « platinocyanure de baryum ») devenait fluorescent (émettait de la lumière), et le restait même après qu’il ait bloqué les rayons cathodiques. Il a baptisé ce nouveau type de radiation électromagnétique (voir le chapitre sur la physique pour en savoir plus sur le spectre électromagnétique) le « rayonnement X », parce qu’il ne savait pas vraiment de quoi il s’agissait et qu’en mathématique, le « x » représente une valeur inconnue. On a plus tard raccourci le terme en utilisant l’expression « rayons X ». Ceux que Roentgen à découvert était très pénétrant. S’ils passaient au travers des tissus mous, ils ne traversaient pas aussi facilement les tissus durs (comme les os) et le métal (comme la bague de sa femme).

Il a aussi découvert que ces rayons pouvaient faire apparaître des images sur de la pellicule photographique. En reconnaissance de ses travaux novateurs, Roentgen a reçu de nombreuses distinctions, dont le premier prix Nobel de physique en 1901. L’unité de mesure qui a longtemps été utilisée pour démontrer le niveau de l’exposition aux rayons X (R, pour rœntgen) a été nommée en son honneur. Aujourd’hui, nous utilisons des Coulombs par kilogramme (C/kg).

Fonctionnement

Les appareils de radiographie sont essentiellement des caméras spécialisées. Dans leur cas, au lieu de la lumière visible, ce sont des rayons X qui exposent une pellicule de façon à créer des images. Les tissus osseux, qui contiennent beaucoup de calcium, absorbent ces rayons, alors que les tissus mous, comme la peau et le gras, les laissent passer. Sur une radiographie, les zones sombres correspondent donc aux tissus moins compacts, alors que les zones plus claires représentent les endroits où les tissus sont plus denses ou épais. Voilà pourquoi les objets métalliques y apparaissent en blanc.

C’est tout le contraire de ce qu’on voit à l'image de Roentgen. Celle-ci montre une image positive (transférée d’une pellicule photographique au papier), alors que l'image ci-dessus illustre plutôt une image négative (celle de la pellicule elle-même).

Usages

Les rayons X ne servent pas seulement à vérifier l’état des os. Votre dentiste les utilise pour détecter la présence de caries dans vos dents. Des technologues en emploient également des versions à faible énergie pour réaliser des mammographies, qui aident les médecins à dépister des maladies du sein. Les agents de sécurité des aéroports s’en servent en outre pour détecter des objets dangereux dans les bagages des voyageurs

On utilise aussi les rayons X pour effectuer des essais non destructifs (tests visant à déterminer les faiblesses d’objets sans les détruire). Les radiographies peuvent même dévoiler certains vices cachés, comme de minuscules fissures ou de mauvaises soudures sur des pipelines, par exemple.

Avantages et risques

L’imagerie par rayons X est très utile pour examiner les os et d’autres tissus durs, comme les calculs biliaires (des cristaux qui se forment parfois dans la vésicule biliaire), les calculs rénaux (également des cristaux, qui se forment cette fois dans les reins), les tumeurs cancéreuses et les objets avalés accidentellement (des clés, des pièces de monnaie, des épingles, etc.). Par contre, les rayons X étant une forme de rayonnement ionisant, ils peuvent augmenter le risque de développer un cancer. Les doses reçues lors de radiographies chez le dentiste ou à l’hôpital sont toutefois très faibles.