Imagerie médicale et anatomie radiologique

Radiographie (rayons X)

La radiographie est une méthode d'imagerie qui utilise des rayons X ou des ondes électromagnétiques. Ces ondes traversent le corps de la personne, avec certains rayons étant absorbés par les tissus et d'autres atteignant le film radiographique situé derrière. Cela crée ainsi une image en deux dimensions (plate) appelée radiographie. Les tissus denses (os) absorberont la plupart des rayons et apparaîtront en blanc sur la radiographie, tandis que l'air ne bloque aucun rayon et apparaît en noir. Les autres tissus se situent quelque part entre ces deux extrémités de l'échelle de gris.

Ces règles se traduisent dans un langage radiographique de base :

• La radiodensité ou l'opacité se réfère aux zones lumineuses (blanches) de la radiographie, par exemple, l'os de l'humérus.
• La radiotransparence se réfère aux zones sombres (noires) de la radiographie, par exemple, l'air dans les poumons.

La radiographie continue d'être une modalité d'imagerie médicale largement utilisée, car elle offre une haute résolution spatiale et permet une visualisation complète de structures qui peuvent être difficiles à percevoir dans des perspectives axiales (en coupe). La radiographie est le plus souvent utilisée pour les imageries pulmonaires (radiographie thoracique), abdominales (ASP) et squelettiques (radiographie osseuse).

Tomodensitométrie (TDM)

La tomodensitométrie (TDM), anciennement appelée tomodensitométrie axiale calculée par ordinateur (TACO), est une autre procédure d'imagerie non invasive. La TDM utilise également des rayons X, mais la machine est plus avancée. Elle tourne autour d'une personne immobile en créant de multiples images en coupe, qui peuvent ensuite être transformées en une image 3D. Cela nous donne une vue en coupe de la région corporelle explorée. Comme la TDM utilise des rayons X, l'image dépend également de la densité des tissus. La densité est exprimée en unités de Hounsfield (HU), qui vont de +1000 pour les os (clair), 0 pour l'eau (gris) à -1000 pour l'air (obscure). Chaque tissu du corps a une densité connue des radiologues. Si la densité est différente de la normale, nous l'exprimons en utilisant une terminologie de base en TDM ; hyperdense, hypodense ou isodense par rapport à une autre structure.

Les avantages de la TDM par rapport à la radiographie aux rayons X sont qu'elle permet une vision tridimensionnelle du corps, offrant une présentation plus précise de la zone explorée. Il existe de nombreuses techniques de TDM, telles que la TDM à une seule coupe, la TDM spiralée et la TDM multicoupes. Ces techniques offrent des variations dans l'épaisseur de la "coupe" et la dose de rayonnement utilisée pour créer l'image. Les machines de TDM peuvent également passer de la "fenêtre osseuse" à la "fenêtre des tissus mous", en fonction des structures que nous voulons observer. Cette propriété de la TDM est appelée fenêtrage. De plus, l'imagerie par TDM peut être combinée avec des agents de contraste radiologiques qui agissent comme des aides à la visualisation.

Il est important de savoir comment s'orienter avec les scanners TDM. Pour les coupes axiales, imaginez que vous regardez la personne à travers ses pieds (en regardant la coupe de TDM par le bas) tandis que vous faites face dans des directions opposées. Ensuite, vous pouvez vous orienter en utilisant l'abréviation DAGP pour les positions 9, 12, 3 et 6 heures sur la coupe :

• 9 : côté Droit du patient
• 12 : face Antérieure
• 3 : côté Gauche
• 6 : face Postérieure

IRM

L'IRM est une méthode d'imagerie qui, en plus de l'anatomie, peut également montrer les processus physiologiques du corps (IRM fonctionnelle IRMf). L'IRM fonctionne en utilisant des champs magnétiques et des impulsions de radiofréquence pour exciter les protons (ions hydrogène) de notre corps. Les ions hydrogène excités émettent des signaux vers le scanner IRM qui, en fonction de l'intensité du signal, crée une image en niveaux de gris. Comme nous sommes principalement composés de graisse et d'eau, il y a beaucoup d'hydrogène à détecter.

La densité de ces protons dans nos tissus est liée à l'intensité du signal, c'est-à-dire une densité accrue = un signal accru. Une intensité de signal élevée apparaît en blanc, une intensité de signal intermédiaire en gris et une intensité de signal faible en noir. Lorsqu'une structure est plus lumineuse qu'elle ne devrait l'être, on dit qu'elle est hyperintense. Si elle est plus sombre, alors elle est hypointense. La densité en protons est augmentée dans certains types de lésions : œdème, infection, inflammation, démyélinisation, hémorragie, certains kystes et tumeurs, et diminuée dans d'autres types de lésions : tissu cicatriciel, calcification, certaines tumeurs, capsules et membranes.

Remarque pour les novices, nous utilisons le terme "densité" pour les TDM et "intensité" pour les IRM, ne mélangez surtout pas ces termes dans vos examens !

L'IRM n'utilise pas de rayonnement, peut être combinée avec des agents de contraste, et permet l’exploration de n’importe quel plan du corps. Bien que cela semble être la méthode d'imagerie parfaite, elle présente quelques inconvénients. La prise de clichés par IRM prend plus de temps que la TDM, et elle peut être inconfortable pour certaines personnes, car la machine est très bruyante et nécessite que la personne soit placée dans un tube étroit (ce qui peut être problématique pour les personnes claustrophobes). De plus, l'IRM est absolument contre-indiquée pour les personnes avec des implants métalliques en raison du champ magnétique intense qu'elle crée. Avec toutes ses propriétés, sauf contre-indication, l'IRM est la meilleure technique pour l'imagerie des tissus mous.

L'IRM offre plusieurs séquences que les radiologues peuvent choisir en fonction de la structure qu'ils veulent mettre en évidence. Les séquences de base en IRM sont les suivantes :

• T1 : L'image pondérée en T1 montre le mieux les structures composées principalement de graisse (les fluides sont sombres/noirs ; la graisse est lumineuse/blanche).
• T2 : L'image pondérée en T2 met en évidence des structures composées à la fois d'eau et de graisse (la graisse et les fluides sont lumineux).
• PD (proton density) : La densité en protons est utile pour l'examen des muscles et des os.
• FLAIR : La récupération de l'inversion atténuée des fluides montre le mieux le cerveau. Elle est utile pour identifier les maladies du système nerveux central, telles que les accidents vasculaires cérébraux, la sclérose en plaques et la méningite.
• DWI : L'imagerie en diffusion permet de détecter la distribution des fluides (extra et intracellulaires) dans les tissus. Comme l'équilibre entre les compartiments de liquides est modifié dans certaines conditions (infarctus, tumeurs), la séquence en diffusion (DWI) est utile à la fois pour l'évaluation des tissus mous sur le plan structurel et fonctionnel.
• Temps de vol : examine le flux des fluides corporels sans utiliser d'agents de contraste. Cette méthode examine si le flux du liquide cérébrospinal et le flux sanguin ne présentent pas d’anomalies.

L'IRM est principalement utilisée pour la neuro-imagerie (IRMN), l’exploration de l'appareil locomoteur, du système gastro-intestinal et du système cardiovasculaire.

Echographie

L'échographie utilise des ondes sonores à haute fréquence (ultrasons) émises par un transducteur à travers la peau d'une personne. Ces sons résonnent sur les contours des structures internes du corps et rebondissent vers le transducteur, qui les traduit ensuite en une image pixelisée affichée sur le moniteur connecté. La densité des tissus définit ici leur échogénicité, c'est-à-dire la quantité de son qu'ils renvoient (écho) ou laissent passer à travers eux.

Les tissus très solides (os) sont hypéréchogènes et apparaissent en blanc, les structures moins denses sont hypoéchogènes et apparaissent en gris, tandis que les fluides sont anéchogènes et apparaissent en noir. L'échographie montre les processus en temps réel, c'est pourquoi elle est utile pour l'évaluation immédiate de certaines structures. Elle a de nombreuses applications, telles que le suivi de la grossesse (échographie obstétricale), le dépistage des pathologies (ex. le cancer du sein) et l'examen du contenu des organes creux (ex. la vésicule biliaire).

L'échographie ajustée pour l'examen du flux sanguin dans les artères et les veines s'appelle l'échographie Doppler, dont l'échographie transcrânienne et l'échographie carotidienne sont de bons exemples. La première examine le flux sanguin dans le cerveau et la seconde examine le flux à travers les artères carotides.

Médecine nucléaire

L'imagerie en médecine nucléaire est utilisée pour visualiser la fonction plutôt que la structure de parties spécifiques du corps. Un radiopharmaceutique (médicament radioactif) est administré au patient (par voie intraveineuse) et des images sont créées de la circulation, de l'accumulation ou de l'excrétion de ce produit. Cela fournit des informations sur la fonction de l'organe ou des organes en question. Une technique courante d'imagerie médicale nucléaire est la tomographie par émission de positons (TEP). La TEP peut être utilisée pour l'examen fonctionnel de pratiquement chaque système du corps, que ce soit le système squelettique, cardiovasculaire, nerveux ou endocrinien. Nous présenterons deux examens courants à titre d'exemples :

• TEP cérébral : administration de ¹⁸FDG (fluorodésoxyglucose radioactif) qui utilise un analogue du glucose et se répartit dans tout le cerveau pour évaluer l'activité cérébrale. Utile pour détecter les zones hypo- et hyperfonctionnelles du cortex cérébral, et donc pour le diagnostic de maladies telles que l'épilepsie, la démence, la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson.
• Perfusion myocardique : administration de ⁸²Rb (rubidium radioactif) pour la détection de l'infarctus du myocarde ou de la maladie ischémique coronarienne.

Produits de contraste radiologiques

Les produits de contraste sont des substances qui interagissent spécifiquement avec les outils d'imagerie, augmentant le contraste visuel des structures corporelles examinées. Les produits de contraste absorbent les rayonnements (rayons X, TDM), ont la capacité de magnétiser (IRM) ou modifient la propagation des ultrasons (échographie). La médecine nucléaire (TEP) utilise des radionucléides ou des radiopharmaceutiques qui émettent des rayonnements vers la machine d'imagerie. Les agents de contraste courants comprennent des produits à base d'iode, de baryum et de gadolinium. Ils peuvent être avalés, injectés dans un vaisseau sanguin ou administrés par lavement.

IRM cérébrale

Sur une IRM cérébrale, nous examinons l'anatomie du cortex cérébral (matière grise), de la matière blanche, du liquide cérébrospinal (LCS) (anciennement appelé liquide céphalorachidien LCR), des ventricules, des citernes et des os du crâne. Rappelez-vous que, de manière générale, sur une IRM en séquence T1, les liquides sont en noir et la graisse est blanche , tandis que sur une IRM en séquence T2, la graisse et les liquides sont tous deux blancs . De ce fait :

• Sur la séquence T1 : le cortex est gris, la matière blanche est en gris clair, le LCS est noir et la moelle osseuse à l'intérieur des os est blanche. Cette séquence est aussi appelée la séquence “anatomique”, car la substance grise est grise et la substance blanche est (presque) blanche.
• Sur la séquence T2 : le cortex est gris clair, la matière blanche est en gris foncé, le LCS est en blanc et la moelle osseuse est en gris clair.

Au niveau du noyau caudé, tel qu'indiqué dans l'image ci-dessus, les principales structures à examiner sont les os du crâne, les circonvolutions corticales, les ventricules, les structures sous-corticales et les lobes du cerveau (frontal, temporal, occipital et insula). Tout d'abord, observez le cercle extérieur de couleur blanche, il s'agit de la moelle osseuse des os du crâne entourant le cerveau. En vous déplaçant vers l'intérieur, l'espace noir entre les os du crâne et le cerveau est occupé par les muscles, les sinus paranasaux et les espaces méningés.

Ensuite, regardez la surface extérieure du cerveau, cette fine couche blanche est constituée des circonvolutions corticales. Remarquez comment elles sont serrées les unes contre les autres tout en restant reconnaissables. Ensuite, cherchez le troisième ventricule, il s'agit de la structure de couleur blanche en forme de fente située au centre du cerveau. Antérolatéralement se trouvent les ventricules latéraux, avec leur apparence normale en forme de cornes. Le plexus choroïde apparaît également comme hyperintense sur une IRM en T2. Les structures sous-corticales (ganglions de la base et thalamus) se trouvent de chaque côté du troisième ventricule. Remarquez à quel point leur gris apparaît foncé. Enfin, utilisez vos connaissances en neuroanatomie pour localiser les lobes du cerveau sur l'IRM ; frontal, temporal, occipital et insula.

Tomodensitométrie (TDM) cérébrale

Une TDM cérébrale est une autre méthode qui nous permet d'observer l'anatomie du cerveau. Commençons par décrire l'anatomie de la tête en utilisant le langage de la TDM en niveaux de gris. Le noir correspond à tout ce qui est rempli d'air, ce qui dans notre tête correspond aux sinus paranasaux et aux cellules mastoïdiennes. Tout ce qui contient du calcium, c'est-à-dire les os, apparaît en blanc. Les liquides (sang et LCR) et les tissus mous (par exemple, le cerveau, les yeux, les muscles) apparaissent sous différentes nuances de gris.

Pour reconnaître chacune des structures anatomiques de la tête, vous devez d'abord vous souvenir de leur emplacement anatomique afin de savoir où les trouver ; et deuxièmement, vous devez vous souvenir de l'ordre de l'obscurité typique des scanner TDM. Allant du plus sombre au plus clair : air > eau > substance blanche > substance grise > sang > os.

Tout d'abord, remarquez les formes blanches brillantes sur l'image. Il s'agit des os de notre neurocrâne. Dans notre scanner, nous pouvons clairement voir les os frontal, zygomatique, sphénoïde, mandibule, temporal et occipital. Concentrez-vous sur les cavités de ces os. Notre scanner montre le sinus frontal, les cellules ethmoïdales et les cellules mastoïdiennes. Comme elles sont remplies d'air, elles apparaissent en noir. Outre ces structures, dans ce scanner, nous voyons également les globes oculaires et les muscles oculomoteurs (muscles droit médial et droit latéral). Ils apparaissent isodenses et symétriques par rapport à leurs homologues controlatéraux, comme ce que nous nous attendions à voir sur un scanner normal.

Le tissu cérébral est globalement gris, la substance grise (cortex cérébral et noyaux profonds) étant légèrement plus claire que la substance blanche interne. Paradoxal, non ? Et c'est exactement ainsi que vous vous en souviendrez. Les citernes sous-arachnoïdiennes et les ventricules cérébraux sont normalement remplis de LCS, de sorte qu'ils apparaissent sombres (hypodenses) dans un scanner cérébral normal.

TDM du cou

Pendant vos cours d'anatomie, vous avez appris tout ce qu’il y a à savoir sur les structures importantes du cou, telles que les vertèbres, les voies respiratoires et digestives supérieures, les glandes, les vaisseaux sanguins et les nerfs. Maintenant, vous pouvez appliquer ces connaissances à une tomodensitométrie (TDM) normale du cou.

Lors de l'examen d'une tomodensitométrie du cou, localisez les structures du cou en suivant le modèle des trois couleurs : noir, blanc, gris.

Commençons par le noir. Le seul signal noir que nous devrions voir ici est l'air à l'intérieur de la trachée, vu comme le cercle noir foncé situé dans la zone antérieure de l'image. Le seul signal blanc devrait provenir de la vertèbre cervicale, qui est clairement visible comme la seule structure hyperdense brillante de notre image. Elle affiche clairement la forme vertébrale familière avec un canal médullaire central (en gris). Le reste du contenu du cou est constitué de tissus mous, qui apparaissent tous comme différentes nuances de gris. Cela inclut les organes, les tissus conjonctifs et les muscles du cou.

Directement en arrière de la trachée se trouve le tube musculaire de l'œsophage, tandis que les lobes de la thyroïde apparaissent de chaque côté de la trachée. La paire de gaines carotidiennes enveloppe les artères carotides commune et interne, la veine jugulaire interne, le nerf vague (X) et les ganglions lymphatiques cervicaux profonds. En utilisant nos connaissances en anatomie de la tête et du cou, nous nous attendions à voir ces vaisseaux de la gaine carotidienne latéralement aux lobes de la glande thyroïde, avec des lumières régulières et arrondies. Les autres structures sont les muscles du cou ; regardez l'image et voyez si vous pouvez localiser les muscles sternocléidomastoïdiens, scalènes, sternohyoïdiens, sternothyroïdiens, élévateurs de la scapula et érecteurs du rachis.

Radiographie thoracique

La manière la plus simple de lire une radiographie pulmonaire (thoracique) est de suivre cet ordre : Voies respiratoires, Respiration, Coeur et Diaphragme.

L’examen de la respiration signifie l’examen de la trachée, des poumons et de la plèvre. Si vous regardez de près, vous verrez la trachée remplie d'air située dans le plan sagittal médian, à l'avant des vertèbres et se superposant à leur ombre. Suivez la trachée jusqu'à la carène, où elle se divise en bronches principales gauche et droite. Les bronches principales entrent ensuite dans le hile pulmonaire avec les artères pulmonaires, les veines et les ganglions lymphatiques. Les ganglions lymphatiques entourant le hile ne sont généralement pas visibles chez les personnes en bonne santé, tandis que les vaisseaux et les bronches continuent de se ramifier plus profondément dans le parenchyme pulmonaire. Vous pouvez voir cela comme une opacité ramifiée se projetant dans les poumons depuis le hile. S’il n’y avait pas d'ombre trachéobronchique, les poumons apparaîtraient entièrement noirs en raison de leur remplissage d'air. Vous devez prêter attention à la plèvre uniquement si vous pouvez la voir, car dans une radiographie pulmonaire normale, la plèvre n'est pas visible.

L’étape du cœur se réfère à la silhouette cardiaque, dont nous voyons les bords gauche et droit. Le bord droit présente deux convexités ; la plus basse vient de l'atrium droit et la plus haute vient de l'aorte ascendante. Le bord gauche montre deux convexités séparées par une concavité. La convexité supérieure vient de la pointe aortique, c'est l'endroit où l'arc aortique se poursuit en aorte descendante. La convexité inférieure vient du ventricule gauche. La concavité vient du tronc pulmonaire et de l'artère pulmonaire gauche.

Lorsque vous regardez le diaphragme, vous remarquez d'abord que l'hémidiaphragme droit est légèrement plus élevé que le gauche, car il est poussé vers le haut par le foie sous-jacent. Les angles respectifs où la densité diaphragmatique fusionne avec les côtes et le cœur sont appelés angles costo-diaphragmatiques et cardiophréniques. Normalement, ces angles sont aigus et vides. Enfin, regardez le cadre osseux de la cage thoracique. Identifiez les clavicules, les clavicules et le sternum, et essayez de compter les côtes et les vertèbres.

Familiarisez-vous avec l'anatomie de la cage thoracique grâce à de nombreuses images de coupes transversales du thorax et apprenez-en davantage sur la radiographie pulmonaire avec des radiographies légendées, des articles et des quiz.

IRM de l’épaule

L'IRM est la méthode de choix pour l'examen des articulations, car elle offre une présentation à haute résolution des structures musculosquelettiques. Ici, nous avons une coupe axiale en séquence densité de protons (DP) de l'épaule. Avec cette méthode, les os apparaissent en blanc, les muscles en gris foncé, tandis que les tendons et les ligaments apparaissent en noir.

La bordure extérieure blanche de notre image représente la peau et les tissus sous-cutanés, tandis que le cercle blanc au centre de notre image est l'humérus. Remarquez également le processus coracoïde et la scapula, qui sont lumineux. Les autres tissus mous apparaissent en nuances de gris foncé à noir. Dans une IRM de l'épaule, ces éléments de tissu mou sont regroupés en deux groupes fonctionnels : les stabilisateurs statiques de l'articulation (labrum glénoïdien, capsule fibreuse, ligaments glénohuméraux et coracohuméraux) et les stabilisateurs dynamiques de l'articulation (la coiffe des rotateurs et les muscles environnants).

Les stabilisateurs statiques de l'articulation de l'épaule sont la capsule fibreuse, le labrum glénoïdien et les ligaments. La capsule glénoïdienne délimite la cavité glénoïdienne, que l'on voit ici comme un espace noir entourant l'humérus. Ensuite, la bordure fibrocartilagineuse de la cavité glénoïdienne, le labrum glénoïdien, apparaît comme un espace noir triangulaire sur les marges de la jonction glénohumérale. Les ligaments de l'articulation de l'épaule, les ligaments glénohuméraux, coracohuméraux et huméral transverse , stabilisent l'articulation en empêchant les luxations de la tête humérale. Les deux premiers se fixent entre le labrum glénoïdien et l'humérus, tandis que le dernier recouvre le sillon intertuberculaire de l'humérus. Tous les ligaments sont représentés comme de fines bandes noires s'étendant dans le plan transversal.

Les stabilisateurs dynamiques sont les muscles de la coiffe des rotateurs, le muscle biceps brachial et le muscle triceps brachial. Ils renforcent la capsule fibreuse de l'articulation pendant les mouvements. Les ventres et les tendons des muscles de la coiffe des rotateurs sont normalement visibles et convergent vers l'articulation glénohumérale. Notez que le tendon du biceps devrait s'insérer à midi, donc si vous le voyez ailleurs, vous pourriez être en présence d'une blessure par pincement de l'épaule. Les tendons de ces muscles sont susceptibles de se déchirer, et dans ce cas, vous verriez un signal hyperintense (blanc) provenant de leur emplacement.

IRM du genou

L'IRM du genou est l'examen d'imagerie le plus fréquemment demandé pour le système musculosquelettique. Ici, nous avons une IRM en séquence pondérée en densité de protons (DP) prise au niveau des condyles fémoraux. Cette méthode nous offre une carte en trois couleurs de l'articulation du genou, où les ligaments et les ménisques sont en noir, la moelle osseuse est en gris foncé et le cartilage articulaire est en blanc.

En commençant par la partie antérieure, la première structure que vous verrez est le ligament patellaire, qui apparaît en noir. Directement en arrière se trouvent la patella (rotule) et le coussinet graisseux infrapatellaire, tous deux apparaissent en gris. Ensuite, vous verrez les condyles fémoraux, dont la forme courbée familière est représentée en gris foncé et qui occupent une grande partie de l'image. Délimitant les aspects antérieur et postérieur des condyles, vous pouvez voir les lignes de cartilage articulaire en gris clair.

Notez la petite structure noire située au centre de l'image, entre les condyles, il s'agit du ligament croisé antérieur. Les ligaments collatéraux tibiaux et péroniers sont également visibles, ce sont des structures noires sur les bords médial et latéral respectivement du fémur. En IRM pondérée en densité de protons, les tendons musculaires apparaissent en noir, tandis que les muscles sont affichés en gris. Localisez les muscles biceps fémoral, sartorius, semimembraneux, plantaire, poplité et gastrocnémien.

Regardez les chefs latéral et médial du muscle gastrocnémien et vous verrez entre eux des structures circulaires familières représentant les vaisseaux sanguins. Dans ce cas, nous avons l'artère poplitée, la veine poplitée et la veine surale. Postérieurement et moins circulaire, vous verrez le nerf tibial. Enfin, si vous regardez très attentivement, vous pourrez peut-être remarquer d'autres structures neurovasculaires situées à l'extérieur des muscles suraux, en particulier, le nerf fibulaire commun.