Tomodensitométrie

La tomodensitométrie ( TDM ), autrefois appelée tomodensitométrie axiale calculée ( CAT scan ), est une technique d'imagerie médicale utilisée pour obtenir des images internes détaillées du corps. Le personnel qui effectue les tomodensitométries est appelé radiologues ou technologues en radiologie.

Les scanners utilisent un tube à rayons X rotatif et une rangée de détecteurs placés dans un portique pour mesurer l'atténuation des rayons X par différents tissus à l'intérieur du corps. Les multiples mesures de rayons X prises sous différents angles sont ensuite traitées sur un ordinateur à l'aide d'algorithmes de reconstruction tomographique pour produire des images tomographiques (en coupe transversale) (« tranches » virtuelles) d'un corps. Les scanners peuvent être utilisés chez les patients porteurs d'implants métalliques ou de stimulateurs cardiaques, pour lesquels l'imagerie par résonance magnétique (IRM) est contre-indiquée .

Depuis son développement dans les années 1970, la tomodensitométrie s'est révélée être une technique d'imagerie polyvalente. Bien que la tomodensitométrie soit principalement utilisée dans le diagnostic médical , elle peut également être utilisée pour former des images d'objets non vivants. Le prix Nobel de physiologie ou de médecine de 1979 a été décerné conjointement au physicien sud-africain-américain Allan MacLeod Cormack et à l'ingénieur électricien britannique Godfrey Hounsfield « pour le développement de la tomographie assistée par ordinateur ».

Sur la base de l'acquisition d'images et des procédures, différents types de scanners sont disponibles sur le marché.

La tomodensitométrie séquentielle, également connue sous le nom de tomodensitométrie pas à pas, est un type de méthode de numérisation dans laquelle la table de tomodensitométrie se déplace par étapes. La table avance jusqu'à un emplacement particulier, puis s'arrête, ce qui est suivi par la rotation du tube à rayons X et l'acquisition d'une coupe. La table avance ensuite à nouveau et une autre coupe est prise. Le mouvement de la table s'arrête pendant la prise de coupes. Cela entraîne une augmentation du temps de numérisation.

Le tube rotatif, communément appelé CT spiralé ou CT hélicoïdal, est une technique d'imagerie dans laquelle un tube à rayons X entier est tourné autour de l'axe central de la zone à scanner. Il s'agit du type de scanner dominant sur le marché car ils sont fabriqués plus longtemps et offrent un coût de production et d'achat inférieur. La principale limitation de ce type de CT est l'encombrement et l'inertie de l'équipement (ensemble tube à rayons X et réseau de détecteurs du côté opposé du cercle) qui limitent la vitesse à laquelle l'équipement peut tourner. Certaines conceptions utilisent deux sources de rayons X et des réseaux de détecteurs décalés d'un angle, comme technique pour améliorer la résolution temporelle.

La tomographie par faisceau d'électrons (EBT) est une forme spécifique de tomodensitométrie dans laquelle un tube à rayons X suffisamment grand est construit de sorte que seul le trajet des électrons , se déplaçant entre la cathode et l'anode du tube à rayons X, soit tourné à l'aide de bobines de déviation . Ce type avait un avantage majeur puisque les vitesses de balayage peuvent être beaucoup plus rapides, permettant une imagerie moins floue des structures en mouvement, telles que le cœur et les artères. Moins de scanners de cette conception ont été produits par rapport aux types de tubes rotatifs, principalement en raison du coût plus élevé associé à la construction d'un tube à rayons X et d'un réseau de détecteurs beaucoup plus grands et d'une couverture anatomique limitée.

La tomodensitométrie à double énergie, également connue sous le nom de tomodensitométrie spectrale, est une avancée de la tomodensitométrie dans laquelle deux énergies sont utilisées pour créer deux ensembles de données. Une tomodensitométrie à double énergie peut utiliser des méthodes à double source, à source unique avec double couche de détecteur, à source unique avec commutation d'énergie pour obtenir deux ensembles de données différents.

1. Le scanner à double source est un scanner avancé doté d'un système de détection à deux tubes à rayons X, contrairement aux systèmes à tube unique conventionnels. Ces deux systèmes de détection sont montés sur un seul portique à 90° dans le même plan. Les scanners à double source permettent une numérisation rapide avec une résolution temporelle plus élevée en acquérant une coupe CT complète en seulement une demi-rotation. L'imagerie rapide réduit le flou de mouvement à des fréquences cardiaques élevées et permet potentiellement de réduire le temps d'apnée. Ceci est particulièrement utile pour les patients malades ayant des difficultés à retenir leur souffle ou incapables de prendre des médicaments réduisant la fréquence cardiaque.
2. La source unique avec commutation d'énergie est un autre mode de TC à double énergie dans lequel un seul tube fonctionne à deux énergies différentes en commutant fréquemment les énergies.

L'imagerie de perfusion par tomodensitométrie est une forme spécifique de tomodensitométrie permettant d'évaluer le flux sanguin dans les vaisseaux sanguins lors de l'injection d'un agent de contraste . Le flux sanguin, le temps de transit sanguin et le volume sanguin des organes peuvent tous être calculés avec une sensibilité et une spécificité raisonnables . Ce type de tomodensitométrie peut être utilisé sur le cœur , bien que la sensibilité et la spécificité pour détecter les anomalies soient encore inférieures à celles des autres formes de tomodensitométrie. Il peut également être utilisé sur le cerveau , où l'imagerie de perfusion par tomodensitométrie peut souvent détecter une mauvaise perfusion cérébrale bien avant qu'elle ne soit détectée à l'aide d'une tomodensitométrie spiralée conventionnelle. C'est mieux pour le diagnostic d'accident vasculaire cérébral que les autres types de tomodensitométrie.

La tomographie par émission de positons (TEP) et la tomodensitométrie (TDM) sont des modalités hybrides de tomodensitométrie qui combinent, dans un seul portique, un scanner de tomographie par émission de positons (TEP) et un scanner de tomodensitométrie (TDM) à rayons X, pour acquérir des images séquentielles des deux appareils au cours de la même séance, qui sont combinées en une seule image superposée ( co-enregistrée ). Ainsi, l'imagerie fonctionnelle obtenue par TEP, qui décrit la distribution spatiale de l'activité métabolique ou biochimique dans le corps, peut être alignée ou corrélée plus précisément avec l'imagerie anatomique obtenue par tomodensitométrie.

La TEP-CT fournit des détails anatomiques et fonctionnels d'un organe examiné et est utile pour détecter différents types de cancers.

Depuis son introduction dans les années 1970, la tomodensitométrie est devenue un outil important en imagerie médicale pour compléter l'imagerie à rayons X conventionnelle et l'échographie médicale . Elle a été plus récemment utilisée à des fins de médecine préventive ou de dépistage de maladies, par exemple la coloscopie par tomodensitométrie pour les personnes présentant un risque élevé de cancer du côlon ou les scintigraphies cardiaques complètes pour les personnes présentant un risque élevé de maladie cardiaque. Plusieurs institutions proposent des scanners corporels complets pour la population générale, bien que cette pratique soit contraire aux conseils et à la position officielle de nombreuses organisations professionnelles du domaine, principalement en raison de la dose de rayonnement appliquée.

L'utilisation des scanners a augmenté de façon spectaculaire au cours des deux dernières décennies dans de nombreux pays. On estime que 72 millions de scanners ont été réalisés aux États-Unis en 2007 et plus de 80 millions en 2015.

La tomodensitométrie de la tête est généralement utilisée pour détecter un infarctus ( accident vasculaire cérébral ), des tumeurs , des calcifications , une hémorragie et un traumatisme osseux . Parmi les structures ci-dessus, les structures hypodenses (sombres) peuvent indiquer un œdème et un infarctus, les structures hyperdenses (brillantes) indiquent des calcifications et une hémorragie et un traumatisme osseux peut être vu comme une disjonction dans les fenêtres osseuses. Les tumeurs peuvent être détectées par le gonflement et la distorsion anatomique qu'elles provoquent, ou par l'œdème environnant. La tomodensitométrie de la tête est également utilisée en chirurgie stéréotaxique guidée par tomodensitométrie et en radiochirurgie pour le traitement des tumeurs intracrâniennes, des malformations artérioveineuses et d'autres affections pouvant être traitées chirurgicalement à l'aide d'un dispositif connu sous le nom de N-localizer .

La TDM de contraste est généralement l'examen initial de choix pour les masses cervicales chez les adultes. La TDM de la thyroïde joue un rôle important dans l'évaluation du cancer de la thyroïde . La TDM découvre souvent par hasard des anomalies thyroïdiennes et constitue donc souvent la modalité d'investigation privilégiée pour les anomalies thyroïdiennes.

La tomodensitométrie peut être utilisée pour détecter des modifications aiguës et chroniques du parenchyme pulmonaire , le tissu des poumons . Elle est particulièrement pertinente ici car les radiographies bidimensionnelles normales ne montrent pas de tels défauts. Diverses techniques sont utilisées, en fonction de l'anomalie suspectée. Pour l'évaluation des processus interstitiels chroniques tels que l'emphysème et la fibrose , des coupes fines avec des reconstructions à haute fréquence spatiale sont utilisées ; souvent, les scanners sont effectués à la fois à l'inspiration et à l'expiration. Cette technique spéciale est appelée tomodensitométrie haute résolution qui produit un échantillonnage du poumon et non des images continues.

Un épaississement de la paroi bronchique peut être observé sur les scanners pulmonaires et implique généralement (mais pas toujours) une inflammation des bronches .

Un nodule découvert fortuitement en l'absence de symptômes (parfois appelé incidentalome ) peut faire craindre qu'il puisse s'agir d'une tumeur, bénigne ou maligne . Peut-être persuadés par la peur, les patients et les médecins acceptent parfois un programme intensif de tomodensitométries, parfois jusqu'à tous les trois mois et au-delà des recommandations, dans le but de surveiller les nodules. Cependant, les recommandations établies indiquent que les patients sans antécédents de cancer et dont les nodules solides n'ont pas grossi sur une période de deux ans sont peu susceptibles d'avoir un cancer malin. Pour cette raison, et parce qu'aucune recherche ne fournit de preuve à l'appui qu'une surveillance intensive donne de meilleurs résultats, et en raison des risques associés aux tomodensitométries, les patients ne devraient pas subir de dépistage par tomodensitométrie au-delà de ceux recommandés par les recommandations établies.

L'angiographie par tomodensitométrie (CTA) est un type de tomodensitométrie de contraste permettant de visualiser les artères et les veines de tout le corps. Cela va des artères qui desservent le cerveau à celles qui apportent le sang aux poumons , aux reins , aux bras et aux jambes . Un exemple de ce type d'examen est l'angiographie pulmonaire par tomodensitométrie (CTPA) utilisée pour diagnostiquer l'embolie pulmonaire (EP). Elle utilise la tomodensitométrie et un agent de contraste à base d'iode pour obtenir une image des artères pulmonaires . Les tomodensitogrammes peuvent réduire le risque d'angiographie en fournissant aux cliniciens plus d'informations sur le positionnement et le nombre de caillots avant la procédure.

Une tomodensitométrie cardiaque est réalisée pour obtenir des informations sur l'anatomie cardiaque ou coronaire. Traditionnellement, les tomodensitométries cardiaques sont utilisées pour détecter, diagnostiquer ou suivre une maladie coronarienne . Plus récemment, la tomodensitométrie a joué un rôle clé dans le domaine en évolution rapide des interventions cardiaques structurelles par cathéter , plus spécifiquement dans la réparation et le remplacement par cathéter des valves cardiaques.

Les principales formes de tomodensitométrie cardiaque sont :

• Angiographie coronaire par tomodensitométrie (CCTA) : utilisation de la tomodensitométrie pour évaluer les artères coronaires du cœur . Le sujet reçoit une injection intraveineuse de produit de contraste radioactif , puis le cœur est scanné à l'aide d'un scanner à grande vitesse, ce qui permet aux radiologues d'évaluer l'étendue de l'occlusion des artères coronaires, généralement pour diagnostiquer une maladie coronarienne.
• Tomodensitométrie coronaire calcique : également utilisée pour évaluer la gravité de la maladie coronarienne. Plus précisément, elle recherche des dépôts de calcium dans les artères coronaires qui peuvent rétrécir les artères et augmenter le risque de crise cardiaque. Une tomodensitométrie coronaire calcique typique est effectuée sans l'utilisation de radiocontraste, mais elle peut également être effectuée à partir d'images avec contraste.

Pour mieux visualiser l'anatomie, le post-traitement des images est courant. Les reconstructions multiplanaires (MPR) et le rendu volumique sont les plus courants . Pour les anatomies et les procédures plus complexes, telles que les interventions sur les valves cardiaques, une véritable reconstruction 3D ou une impression 3D est créée sur la base de ces images CT pour obtenir une compréhension plus approfondie.

La tomodensitométrie est une technique précise pour le diagnostic des maladies abdominales comme la maladie de Crohn , les saignements gastro-intestinaux, le diagnostic et la stadification du cancer, ainsi que le suivi après le traitement du cancer pour évaluer la réponse. Elle est couramment utilisée pour étudier les douleurs abdominales aiguës .

La tomodensitométrie non améliorée est aujourd'hui la référence absolue pour le diagnostic des calculs urinaires . La taille, le volume et la densité des calculs peuvent être estimés pour aider les cliniciens à orienter le traitement ultérieur ; la taille est particulièrement importante pour prédire le passage spontané d'un calcul.

Pour le squelette axial et les extrémités , la tomodensitométrie est souvent utilisée pour imager des fractures complexes , en particulier celles autour des articulations, en raison de sa capacité à reconstruire la zone d'intérêt dans plusieurs plans. Les fractures, les lésions ligamentaires et les luxations peuvent être facilement reconnues avec une résolution de 0,2 mm. Avec les scanners modernes à double énergie, de nouveaux domaines d'utilisation ont été établis, comme l'aide au diagnostic de la goutte .

La tomodensitométrie est utilisée en biomécanique pour révéler rapidement la géométrie, l'anatomie, la densité et les modules élastiques des tissus biologiques.

La tomodensitométrie industrielle (CT scan ) est un procédé qui utilise un équipement à rayons X pour produire des représentations 3D de composants à la fois externes et internes. La tomodensitométrie industrielle a été utilisée dans de nombreux secteurs de l'industrie pour l'inspection interne des composants. Parmi les principales utilisations de la tomodensitométrie figurent la détection des défauts, l'analyse des défaillances, la métrologie, l'analyse de l'assemblage, les méthodes d'éléments finis basées sur l'image et les applications d'ingénierie inverse. La tomodensitométrie est également utilisée dans l'imagerie et la conservation des objets de musée.

Français La tomodensitométrie a également trouvé une application dans la sécurité des transports (principalement la sécurité des aéroports ) où elle est actuellement utilisée dans un contexte d'analyse des matériaux pour la détection d'explosifs CTX (dispositif de détection d'explosifs) et est également à l'étude pour la numérisation automatisée de la sécurité des bagages/colis à l'aide d'algorithmes de reconnaissance d'objets basés sur la vision par ordinateur qui ciblent la détection d'éléments de menace spécifiques en fonction de l'apparence 3D (par exemple, armes à feu, couteaux, conteneurs de liquide). Son utilisation dans la sécurité des aéroports, lancée à l'aéroport de Shannon en mars 2022, a mis fin à l'interdiction des liquides de plus de 100 ml, une mesure que l'aéroport d'Heathrow prévoit de déployer complètement le 1er décembre 2022 et la TSA a dépensé 781,2 millions de dollars pour une commande de plus de 1 000 scanners, prêts à être mis en service cet été.

La tomodensitométrie à rayons X est utilisée dans les études géologiques pour révéler rapidement les matériaux à l'intérieur d'une carotte de forage. Les minéraux denses tels que la pyrite et la barytine apparaissent plus brillants et les composants moins denses tels que l'argile apparaissent ternes sur les images CT.

Les méthodes traditionnelles d’étude des fossiles sont souvent destructives, comme l’utilisation de coupes minces et la préparation physique. La tomodensitométrie à rayons X est utilisée en paléontologie pour visualiser les fossiles en 3D de manière non destructive. Cela présente de nombreux avantages. Par exemple, nous pouvons observer des structures fragiles qui ne pourraient autrement jamais être étudiées. De plus, on peut se déplacer librement autour des modèles de fossiles dans un espace 3D virtuel pour les inspecter sans endommager le fossile.

La tomodensitométrie à rayons X et la micro-tomodensitométrie peuvent également être utilisées pour la conservation et la préservation des objets du patrimoine culturel. Pour de nombreux objets fragiles, la recherche et l'observation directes peuvent être dommageables et dégrader l'objet au fil du temps. Grâce aux tomodensitométries, les conservateurs et les chercheurs sont en mesure de déterminer la composition matérielle des objets qu'ils explorent, comme la position de l'encre le long des couches d'un rouleau, sans aucun dommage supplémentaire. Ces scanners se sont avérés optimaux pour les recherches axées sur le fonctionnement du mécanisme d'Anticythère ou le texte caché à l'intérieur des couches extérieures carbonisées du rouleau d'En-Gedi . Cependant, ils ne sont pas optimaux pour tous les objets soumis à ce type de questions de recherche, car il existe certains artefacts comme les papyrus d'Herculanum dans lesquels la composition matérielle présente très peu de variations le long de l'intérieur de l'objet. Après avoir numérisé ces objets, des méthodes informatiques peuvent être utilisées pour examiner l'intérieur de ces objets, comme ce fut le cas avec le déballage virtuel du rouleau d'En-Gedi et des papyrus d'Herculanum . La micro-CT s'est également révélée utile pour analyser des artefacts plus récents tels que la correspondance historique encore scellée qui utilisait la technique du verrouillage des lettres (pliage et découpes complexes) qui fournissait un « mécanisme de verrouillage inviolable ». D'autres exemples de cas d'utilisation en archéologie sont l'imagerie du contenu des sarcophages ou des céramiques.

Récemment, le CWI d'Amsterdam a collaboré avec le Rijksmuseum pour étudier les détails intérieurs des objets d'art dans le cadre appelé IntACT.

Différents types de champignons peuvent dégrader le bois à différents degrés ; un groupe de recherche belge a utilisé la tomodensitométrie à rayons X en 3 dimensions avec une résolution submicronique et a révélé que les champignons peuvent pénétrer des micropores de 0,6 μm dans certaines conditions.

Les scieries utilisent des scanners CT industriels pour détecter les défauts ronds, par exemple les nœuds, afin d'améliorer la valeur totale de la production de bois. La plupart des scieries prévoient d'intégrer cet outil de détection robuste pour améliorer la productivité à long terme, mais le coût d'investissement initial est élevé.

Le résultat d'une tomodensitométrie est un volume de voxels , qui peut être présenté à un observateur humain par diverses méthodes, qui s'inscrivent globalement dans les catégories suivantes :

• Tranches (d'épaisseur variable). Une tranche fine est généralement considérée comme un plan représentant une épaisseur inférieure à 3 mm . Une tranche épaisse est généralement considérée comme un plan représentant une épaisseur comprise entre 3 mm et 5 mm.
• Projection, y compris la projection d'intensité maximale et la projection d'intensité moyenne
• Rendu volumique (VR)

Techniquement, tous les rendus de volume deviennent des projections lorsqu'ils sont visualisés sur un écran bidimensionnel , ce qui rend la distinction entre projections et rendus de volume un peu floue. Les modèles de rendu de volume les plus représentatifs présentent un mélange de coloration et d'ombrage, par exemple, afin de créer des représentations réalistes et observables.

Les images CT bidimensionnelles sont généralement rendues de manière à ce que la vue soit comme si l'on regardait vers le haut depuis les pieds du patient. Par conséquent, le côté gauche de l'image est à droite du patient et vice versa, tandis que la partie antérieure de l'image est également la partie antérieure du patient et vice versa. Cet échange gauche-droite correspond à la vue que les médecins ont généralement dans la réalité lorsqu'ils sont placés devant les patients.

Les pixels d'une image obtenue par tomodensitométrie sont affichés en termes de radiodensité relative . Le pixel lui-même est affiché en fonction de l' atténuation moyenne du ou des tissus auxquels il correspond sur une échelle allant de +3 071 (atténuation la plus élevée) à −1 024 (atténuation la plus faible) sur l' échelle de Hounsfield . Un pixel est une unité bidimensionnelle basée sur la taille de la matrice et le champ de vision. Lorsque l'épaisseur de la tranche de tomodensitométrie est également prise en compte, l'unité est connue sous le nom de voxel , qui est une unité tridimensionnelle. L'eau a une atténuation de 0 unité Hounsfield (HU), tandis que l'air est de −1 000 HU, l'os spongieux est généralement de +400 HU et l'os crânien peut atteindre 2 000 HU. L'atténuation des implants métalliques dépend du numéro atomique de l'élément utilisé : le titane a généralement une quantité de +1000 HU, le fer et l'acier peuvent bloquer complètement les rayons X et sont donc responsables des artefacts de ligne bien connus dans les tomographies par ordinateur. Les artefacts sont causés par des transitions brusques entre les matériaux de faible et de haute densité, ce qui entraîne des valeurs de données qui dépassent la plage dynamique de l'électronique de traitement.

Les ensembles de données CT ont une plage dynamique très élevée qui doit être réduite pour l'affichage ou l'impression. Cela se fait généralement via un processus de « fenêtrage », qui mappe une plage (la « fenêtre ») de valeurs de pixels sur une rampe de niveaux de gris. Par exemple, les images CT du cerveau sont généralement visualisées avec une fenêtre s'étendant de 0 HU à 80 HU. Les valeurs de pixels de 0 et moins sont affichées en noir ; les valeurs de 80 et plus sont affichées en blanc ; les valeurs dans la fenêtre sont affichées sous forme d'intensité de gris proportionnelle à la position dans la fenêtre. La fenêtre utilisée pour l'affichage doit être adaptée à la densité des rayons X de l'objet d'intérêt, afin d'optimiser les détails visibles. Les paramètres de largeur et de niveau de fenêtre sont utilisés pour contrôler le fenêtrage d'un scan.

La reconstruction multiplanaire (MPR) est le processus de conversion des données d'un plan anatomique (généralement transversal ) vers d'autres plans. Elle peut être utilisée pour des coupes fines ainsi que pour des projections. La reconstruction multiplanaire est possible car les scanners CT actuels offrent une résolution presque isotrope .

La MPR est utilisée dans presque tous les scanners. La colonne vertébrale est fréquemment examinée avec elle. Une image de la colonne vertébrale dans le plan axial ne peut montrer qu'un seul os vertébral à la fois et ne peut pas montrer sa relation avec d'autres os vertébraux. En reformatant les données dans d'autres plans, la visualisation de la position relative peut être obtenue dans les plans sagittal et coronal.

Un nouveau logiciel permet la reconstruction de données dans des plans non orthogonaux (obliques), ce qui aide à la visualisation des organes qui ne sont pas dans des plans orthogonaux. Il est mieux adapté à la visualisation de la structure anatomique des bronches car elles ne sont pas orthogonales à la direction de l'examen.

La reconstruction en plan courbe (ou reformation en plan courbe = CPR) est principalement réalisée pour l'évaluation des vaisseaux. Ce type de reconstruction permet de redresser les courbures d'un vaisseau, aidant ainsi à visualiser un vaisseau entier sur une seule image ou sur plusieurs images. Une fois qu'un vaisseau a été « redressé », des mesures telles que la surface transversale et la longueur peuvent être effectuées. Cela est utile dans l'évaluation préopératoire d'une intervention chirurgicale.

Pour les projections 2D utilisées en radiothérapie pour l'assurance qualité et la planification de la radiothérapie externe , y compris les radiographies reconstruites numériquement, voir Vue de l'œil de Beam .

L'opérateur définit une valeur seuil de radiodensité (par exemple, un niveau correspondant à l'os). À l'aide d' algorithmes de traitement d'image par détection de contour , un modèle 3D peut être construit à partir des données initiales et affiché à l'écran. Différents seuils peuvent être utilisés pour obtenir plusieurs modèles, chaque composant anatomique tel que le muscle, l'os et le cartilage pouvant être différencié sur la base de différentes couleurs qui leur sont attribuées. Cependant, ce mode de fonctionnement ne peut pas montrer les structures intérieures.

Le rendu de surface est une technique limitée car elle n'affiche que les surfaces qui répondent à un seuil de densité particulier et qui sont orientées vers le spectateur. Cependant, dans le rendu de volume, la transparence, les couleurs et l'ombrage sont utilisés, ce qui facilite la présentation d'un volume dans une seule image. Par exemple, les os du bassin peuvent être affichés de manière semi-transparente, de sorte que, même en regardant sous un angle oblique, une partie de l'image n'en cache pas une autre.

Aujourd’hui, un problème important en radiologie est de savoir comment réduire la dose de rayonnement pendant les examens CT sans compromettre la qualité de l’image. En général, des doses de rayonnement plus élevées donnent des images à plus haute résolution, tandis que des doses plus faibles entraînent une augmentation du bruit de l’image et des images floues. Cependant, une dose plus élevée augmente les effets secondaires indésirables, notamment le risque de cancer induit par les radiations – une CT abdominale en quatre phases donne la même dose de rayonnement que 300 radiographies thoraciques. Il existe plusieurs méthodes permettant de réduire l’exposition aux rayonnements ionisants pendant un CT scan.

1. Les nouvelles technologies logicielles peuvent réduire considérablement la dose de rayonnement requise. De nouveaux algorithmes de reconstruction tomographique itératifs ( par exemple , itératif Sparse Asymptotic Minimum Variance ) pourraient offrir une super-résolution sans nécessiter de dose de rayonnement plus élevée.
2. Personnalisez l'examen et adaptez la dose de rayonnement au type de corps et à l'organe examiné. Différents types de corps et différents organes nécessitent différentes quantités de rayonnement.
3. Une résolution plus élevée n'est pas toujours adaptée, comme pour la détection de petites masses pulmonaires.

Bien que les images produites par CT soient généralement des représentations fidèles du volume scanné, la technique est susceptible d'un certain nombre d' artefacts , tels que les suivants : ^{Chapitres 3 et 5}

Artefact de séquence

Les stries sont souvent observées autour des matériaux qui bloquent la plupart des rayons X, comme le métal ou les os. De nombreux facteurs contribuent à ces stries : sous-échantillonnage, manque de photons, mouvement, durcissement du faisceau et diffusion Compton . Ce type d'artefact se produit généralement dans la fosse postérieure du cerveau ou s'il y a des implants métalliques. Les stries peuvent être réduites à l'aide de techniques de reconstruction plus récentes. Des approches telles que la réduction des artefacts métalliques (MAR) peuvent également réduire cet artefact. Les techniques MAR comprennent l'imagerie spectrale, où les images CT sont prises avec des photons de différents niveaux d'énergie, puis synthétisées en images monochromatiques avec un logiciel spécial tel que GSI (Gemstone Spectral Imaging).

Effet de volume partiel

Cela se présente sous la forme d'un « flou » des bords. Cela est dû au fait que le scanner est incapable de faire la différence entre une petite quantité de matériau à haute densité (par exemple, l'os) et une plus grande quantité de matériau à faible densité (par exemple, le cartilage). La reconstruction suppose que l'atténuation des rayons X dans chaque voxel est homogène ; cela peut ne pas être le cas pour les bords nets. Cela se voit le plus souvent dans la direction z (direction cranio-caudale), en raison de l'utilisation conventionnelle de voxels hautement anisotropes , qui ont une résolution hors plan bien inférieure à la résolution dans le plan. Cela peut être partiellement surmonté en numérisant à l'aide de tranches plus fines ou d'une acquisition isotrope sur un scanner moderne.

Artefact d'anneau

L'image d'un ou de plusieurs « anneaux » apparaît dans une image, ce qui est probablement l'artefact mécanique le plus courant. Ils sont généralement causés par les variations de la réponse des éléments individuels dans un détecteur de rayons X bidimensionnel en raison d'un défaut ou d'un mauvais étalonnage. Les artefacts en anneau peuvent être largement réduits par la normalisation de l'intensité, également appelée correction de champ plat. Les anneaux restants peuvent être supprimés par une transformation vers l'espace polaire, où ils deviennent des bandes linéaires. Une évaluation comparative de la réduction des artefacts en anneau sur des images de tomographie à rayons X a montré que la méthode de Sijbers et Postnov peut supprimer efficacement les artefacts en anneau.

Bruit

Cela se présente sous forme de grain sur l'image et est dû à un faible rapport signal/bruit. Cela se produit plus fréquemment lorsqu'une épaisseur de coupe fine est utilisée. Cela peut également se produire lorsque la puissance fournie au tube à rayons X est insuffisante pour pénétrer l'anatomie.

Moulin à vent

Des traînées peuvent apparaître lorsque les détecteurs croisent le plan de reconstruction. Cela peut être réduit avec des filtres ou une réduction de la hauteur.

Durcissement des poutres

Cela peut donner une « apparence creuse » lorsque les niveaux de gris sont visualisés en hauteur. Cela se produit parce que les sources conventionnelles, comme les tubes à rayons X, émettent un spectre polychromatique. Les photons de niveaux d'énergie photonique plus élevés sont généralement moins atténués. De ce fait, l'énergie moyenne du spectre augmente lors du passage de l'objet, souvent décrit comme devenant plus « dur ». Cela conduit à un effet de sous-estimation croissante de l'épaisseur du matériau, s'il n'est pas corrigé. De nombreux algorithmes existent pour corriger cet artefact. Ils peuvent être divisés en méthodes mono- et multi-matériaux.

La tomodensitométrie présente plusieurs avantages par rapport à la radiographie médicale bidimensionnelle traditionnelle . Tout d'abord, la tomodensitométrie élimine la superposition d'images de structures situées en dehors de la zone d'intérêt. Deuxièmement, les tomodensitométries ont une meilleure résolution d'image , ce qui permet d'examiner des détails plus fins. La tomodensitométrie peut distinguer les tissus qui diffèrent en densité radiographique de 1 % ou moins. Troisièmement, la tomodensitométrie permet une imagerie reformatée multiplanaire : les données de numérisation peuvent être visualisées dans le plan transversal (ou axial) , coronal ou sagittal , selon la tâche diagnostique.

La résolution améliorée de la tomodensitométrie a permis le développement de nouvelles investigations. Par exemple, l'angiographie par tomodensitométrie évite l'insertion invasive d'un cathéter . La tomodensitométrie permet de réaliser une coloscopie virtuelle avec une plus grande précision et moins d'inconfort pour le patient qu'une coloscopie traditionnelle . La coloscopie virtuelle est beaucoup plus précise qu'un lavement baryté pour la détection des tumeurs et utilise une dose de rayonnement plus faible.

La tomodensitométrie est une technique de diagnostic à rayonnement modéré à élevé . La dose de rayonnement pour un examen particulier dépend de plusieurs facteurs : le volume scanné, la morphologie du patient, le nombre et le type de protocoles d'examen, ainsi que la résolution et la qualité d'image souhaitées. Deux paramètres de tomodensitométrie hélicoïdale, le courant et le pas du tube, peuvent être ajustés facilement et ont un effet profond sur le rayonnement. La tomodensitométrie est plus précise que les radiographies bidimensionnelles pour évaluer la fusion intersomatique antérieure, bien qu'elles puissent toujours surévaluer l'étendue de la fusion.

Les radiations utilisées dans les tomodensitométries peuvent endommager les cellules du corps, y compris les molécules d'ADN , ce qui peut conduire à un cancer induit par les radiations . Les doses de radiation reçues lors des tomodensitométries sont variables. Comparées aux techniques de radiographie à plus faible dose, les tomodensitométries peuvent avoir une dose 100 à 1 000 fois supérieure à celle des rayons X conventionnels. Cependant, une radiographie de la colonne lombaire a une dose similaire à celle d'une tomodensitométrie de la tête. Les articles dans les médias exagèrent souvent la dose relative de la tomodensitométrie en comparant les techniques de radiographie à plus faible dose (radiographie du thorax) avec les techniques de tomodensitométrie à plus forte dose. En général, une tomodensitométrie abdominale de routine a une dose de radiation similaire à trois ans de rayonnement de fond moyen .

Français Des études à grande échelle basées sur la population ont systématiquement démontré que les faibles doses de rayonnement provenant des tomodensitogrammes ont des répercussions sur l'incidence du cancer dans une variété de cancers. Par exemple, dans une vaste cohorte australienne basée sur la population, il a été constaté que jusqu'à 3,7 % des cancers du cerveau étaient causés par le rayonnement du scanner. Certains experts prévoient qu'à l'avenir, entre trois et cinq pour cent de tous les cancers résulteront de l'imagerie médicale. Une étude australienne portant sur 10,9 millions de personnes a rapporté que l'incidence accrue de cancer après une exposition au scanner dans cette cohorte était principalement due à l'irradiation. Dans ce groupe, un scanner sur 1 800 était suivi d'un cancer supplémentaire. Si le risque à vie de développer un cancer est de 40 %, alors le risque absolu s'élève à 40,05 % après un scanner. Les risques liés au rayonnement du scanner sont particulièrement importants chez les patients qui subissent des scanners récurrents dans un court laps de temps d'un à cinq ans.

Certains experts notent que les scanners sont connus pour être « surutilisés » et « il y a malheureusement peu de preuves de meilleurs résultats pour la santé associés au taux élevé actuel de scanners ». D'un autre côté, un article récent analysant les données des patients ayant reçu des doses cumulatives élevées a montré un degré élevé d'utilisation appropriée. Cela crée un problème important de risque de cancer pour ces patients. De plus, une découverte très significative qui n'avait pas été rapportée auparavant est que certains patients ont reçu une dose > 100 mSv lors des scanners en une seule journée, ce qui contrecarre les critiques existantes que certains chercheurs peuvent avoir sur les effets d'une exposition prolongée par rapport à une exposition aiguë.

Il existe des opinions contraires et le débat est en cours. Certaines études ont montré que les publications indiquant un risque accru de cancer dû à des doses typiques de tomodensitométrie corporelle sont entachées de graves limitations méthodologiques et de plusieurs résultats hautement improbables, concluant qu’aucune preuve n’indique que des doses aussi faibles causent des dommages à long terme. Une étude a estimé que jusqu’à 0,4 % des cancers aux États-Unis résultaient de tomodensitométries, et que ce chiffre pourrait avoir augmenté jusqu’à 1,5 à 2 % en fonction du taux d’utilisation de la tomodensitométrie en 2007. D’autres contestent cette estimation, car il n’existe pas de consensus sur le fait que les faibles niveaux de rayonnement utilisés dans les tomodensitométries causent des dommages. Des doses de rayonnement plus faibles sont utilisées dans de nombreux cas, comme dans l’examen des coliques néphrétiques.

Français L'âge d'une personne joue un rôle important dans le risque ultérieur de cancer. Les risques estimés de mortalité par cancer au cours de la vie à partir d'une TDM abdominale d'un enfant d'un an sont de 0,1 %, soit 1:1000 scanners. Le risque pour une personne de 40 ans est la moitié de celui d'une personne de 20 ans, le risque étant considérablement moindre chez les personnes âgées. La ​​Commission internationale de protection radiologique estime que le risque pour un fœtus exposé à 10 mGy (une unité d'exposition aux rayonnements) augmente le taux de cancer avant l'âge de 20 ans de 0,03 % à 0,04 % (à titre de référence, une angiographie pulmonaire par TDM expose un fœtus à 4 mGy). Une revue de 2012 n'a pas trouvé d'association entre les rayonnements médicaux et le risque de cancer chez les enfants, notant cependant l'existence de limites dans les preuves sur lesquelles se fonde la revue. Les tomodensitométries peuvent être réalisées avec différents réglages pour une exposition plus faible chez les enfants, la plupart des fabricants de tomodensitométries ayant intégré cette fonction depuis 2007. De plus, certaines conditions peuvent nécessiter que les enfants soient exposés à plusieurs tomodensitométries.

Les recommandations actuelles sont d’informer les patients des risques liés à la tomodensitométrie. Cependant, les employés des centres d’imagerie ont tendance à ne pas communiquer ces risques à moins que les patients ne le demandent.

Aux États-Unis, la moitié des tomodensitométries sont des tomodensitométries de contraste utilisant des agents de contraste radioactifs injectés par voie intraveineuse . Les réactions les plus courantes dues à ces agents sont légères, notamment des nausées, des vomissements et une éruption cutanée accompagnée de démangeaisons. Des réactions graves mettant la vie en danger peuvent rarement survenir. Les réactions globales surviennent chez 1 à 3 % des personnes avec un contraste non ionique et chez 4 à 12 % des personnes avec un contraste ionique . Des éruptions cutanées peuvent apparaître dans un délai d'une semaine chez 3 % des personnes.

Les anciens agents de contraste radiologique ont provoqué une anaphylaxie dans 1 % des cas, tandis que les nouveaux agents à faible osmolarité provoquent des réactions dans 0,01 à 0,04 % des cas. Le décès survient chez environ 2 à 30 personnes pour 1 000 000 d'administrations, les agents plus récents étant plus sûrs. Le risque de mortalité est plus élevé chez les femmes, les personnes âgées ou en mauvaise santé, généralement secondaire à une anaphylaxie ou à une lésion rénale aiguë .

L'agent de contraste peut induire une néphropathie induite par le contraste . Cela se produit chez 2 à 7 % des personnes qui reçoivent ces agents, avec un risque plus élevé chez celles qui ont une insuffisance rénale préexistante , un diabète préexistant ou un volume intravasculaire réduit. Il est généralement conseillé aux personnes atteintes d'une insuffisance rénale légère de s'assurer d'une hydratation complète pendant plusieurs heures avant et après l'injection. En cas d'insuffisance rénale modérée, l'utilisation d'un produit de contraste iodé doit être évitée ; cela peut signifier utiliser une technique alternative au lieu de la TDM. Les personnes atteintes d'une insuffisance rénale sévère nécessitant une dialyse nécessitent des précautions moins strictes, car leurs reins ont si peu de fonction restante que tout dommage supplémentaire ne serait pas perceptible et la dialyse éliminera l'agent de contraste ; il est toutefois normalement recommandé d'organiser la dialyse dès que possible après l'administration du produit de contraste afin de minimiser les effets indésirables du produit de contraste.

Outre l'utilisation de produits de contraste intraveineux, des produits de contraste administrés par voie orale sont fréquemment utilisés lors de l'examen de l'abdomen. Ces produits sont souvent les mêmes que les produits de contraste intraveineux, simplement dilués à environ 10 % de la concentration. Cependant, il existe des alternatives orales au contraste iodé, telles que des suspensions de sulfate de baryum très diluées (0,5 à 1 % p/v). Le sulfate de baryum dilué présente l'avantage de ne pas provoquer de réactions de type allergique ou d'insuffisance rénale, mais ne peut pas être utilisé chez les patients présentant une suspicion de perforation intestinale ou de lésion intestinale, car une fuite de sulfate de baryum provenant d'un intestin endommagé peut provoquer une péritonite mortelle .

Les effets secondaires des agents de contraste , administrés par voie intraveineuse lors de certains scanners, pourraient altérer les performances rénales chez les patients atteints d' une maladie rénale , bien que ce risque soit désormais considéré comme plus faible qu'on ne le pensait auparavant.

Le tableau indique les expositions moyennes aux radiations. Cependant, il peut y avoir une grande variation des doses de radiations entre des types d'examens similaires, la dose la plus élevée pouvant être jusqu'à 22 fois supérieure à la dose la plus faible. Une radiographie standard implique une dose de radiation de 0,01 à 0,15 mGy, tandis qu'une tomodensitométrie classique peut impliquer 10 à 20 mGy pour des organes spécifiques et peut aller jusqu'à 80 mGy pour certains examens spécialisés.

À des fins de comparaison, le débit de dose moyen mondial provenant de sources naturelles de rayonnement de fond est de 2,4 mSv par an, ce qui équivaut à des fins pratiques dans cette application à 2,4 mGy par an. Bien qu'il existe une certaine variation, la plupart des personnes (99 %) ont reçu moins de 7 mSv par an en tant que rayonnement de fond. En 2007, l'imagerie médicale représentait la moitié de l'exposition aux rayonnements des personnes aux États-Unis, les scanners représentant les deux tiers de cette quantité. Au Royaume-Uni, elle représente 15 % de l'exposition aux rayonnements. La dose moyenne de rayonnement provenant de sources médicales est d'environ 0,6 mSv par personne dans le monde en 2007. Les personnes travaillant dans l'industrie nucléaire aux États-Unis sont limitées à des doses de 50 mSv par an et de 100 mSv tous les 5 ans.

Le plomb est le principal matériau utilisé par le personnel de radiographie pour se protéger des rayons X diffusés.

La dose de rayonnement exprimée en gray ou en mGy est proportionnelle à la quantité d'énergie que la partie du corps irradiée est censée absorber, et l'effet physique (comme les ruptures du double brin d'ADN ) sur les liaisons chimiques des cellules par le rayonnement X est proportionnel à cette énergie.

L' unité sievert est utilisée dans le rapport de la dose efficace . L'unité sievert, dans le contexte des tomodensitométries, ne correspond pas à la dose de rayonnement réelle absorbée par la partie du corps scannée, mais à une autre dose de rayonnement d'un autre scénario, le corps entier absorbant l'autre dose de rayonnement et l'autre dose de rayonnement étant d'une ampleur estimée comme ayant la même probabilité d'induire un cancer que la tomodensitométrie. Ainsi, comme le montre le tableau ci-dessus, le rayonnement réel absorbé par une partie du corps scannée est souvent bien plus important que ne le suggère la dose efficace. Une mesure spécifique, appelée indice de dose de tomodensitométrie (CTDI), est couramment utilisée comme estimation de la dose de rayonnement absorbée par les tissus dans la région scannée, et est automatiquement calculée par les tomodensitomètres médicaux.

La dose équivalente est la dose efficace d'un cas, dans lequel l'ensemble du corps absorberait réellement la même dose de rayonnement, et l'unité sievert est utilisée dans son rapport. Dans le cas d'un rayonnement non uniforme, ou d'un rayonnement administré à une partie seulement du corps, ce qui est courant pour les examens CT, l'utilisation de la dose équivalente locale seule surestimerait les risques biologiques pour l'organisme entier.

La plupart des effets néfastes sur la santé de l’exposition aux rayonnements peuvent être regroupés en deux catégories générales :

• effets déterministes (réactions tissulaires nocives) dus en grande partie à la destruction/au dysfonctionnement des cellules suite à des doses élevées ;
• effets stochastiques, c'est-à-dire le cancer et les effets héréditaires impliquant soit le développement d'un cancer chez les individus exposés en raison d'une mutation de cellules somatiques, soit une maladie héréditaire chez leur progéniture en raison d'une mutation de cellules reproductrices (germinales).

Le risque accru de développer un cancer au cours de la vie suite à une seule tomodensitométrie abdominale de 8 mSv est estimé à 0,05 %, soit 1 sur 2 000.

En raison de la sensibilité accrue des fœtus à l’exposition aux radiations, la dose de rayonnement d’une tomodensitométrie est une considération importante dans le choix de l’ imagerie médicale pendant la grossesse .

En octobre 2009, la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a lancé une enquête sur les scanners de perfusion cérébrale (PCT), en se basant sur des brûlures par radiation causées par des réglages incorrects dans un établissement particulier pour ce type particulier de scanner. Plus de 200 patients ont été exposés à des radiations à une dose environ huit fois supérieure à celle prévue pendant une période de 18 mois ; plus de 40 % d'entre eux ont perdu des touffes de cheveux. Cet événement a suscité un appel à des programmes d'assurance qualité renforcés pour les scanners. Il a été noté que « même si l'exposition inutile aux radiations doit être évitée, un scanner médicalement nécessaire obtenu avec des paramètres d'acquisition appropriés présente des avantages qui l'emportent sur les risques liés aux radiations ». Des problèmes similaires ont été signalés dans d'autres centres. Ces incidents seraient dus à une erreur humaine .

La procédure de tomodensitométrie varie en fonction du type d'étude et de l'organe à examiner. Le patient est allongé sur la table de tomodensitométrie et le centrage de la table est effectué en fonction de la partie du corps. La ligne IV est établie en cas de tomodensitométrie avec contraste. Après avoir sélectionné le contraste approprié et le taux de contraste de l'injecteur de pression, l'éclaireur est utilisé pour localiser et planifier l'examen. Une fois le plan sélectionné, le contraste est donné. Les données brutes sont traitées en fonction de l'étude et un fenêtrage approprié est effectué pour faciliter le diagnostic des examens.

La préparation du patient peut varier en fonction du type d'examen. La préparation générale du patient comprend.

1. Signature du consentement éclairé .
2. Retrait d’objets métalliques et de bijoux de la zone d’intérêt.
3. Changement de blouse d'hôpital selon le protocole hospitalier.
4. Vérification de la fonction rénale , notamment des taux de créatinine et d'urée (en cas de CECT ).

La tomodensitométrie fonctionne en utilisant un générateur de rayons X qui tourne autour de l'objet ; les détecteurs de rayons X sont placés du côté opposé du cercle par rapport à la source de rayons X. Lorsque les rayons X traversent le patient, ils sont atténués différemment par divers tissus en fonction de la densité tissulaire. Une représentation visuelle des données brutes obtenues est appelée sinogramme, mais elle n'est pas suffisante pour l'interprétation. Une fois les données de numérisation acquises, les données doivent être traitées à l'aide d'une forme de reconstruction tomographique , qui produit une série d'images transversales. Ces images transversales sont constituées de petites unités de pixels ou de voxels.

Les pixels d'une image obtenue par tomodensitométrie sont affichés en termes de radiodensité relative . Le pixel lui-même est affiché en fonction de l' atténuation moyenne du ou des tissus auxquels il correspond sur une échelle allant de +3 071 (atténuation la plus élevée) à −1 024 (atténuation la plus faible) sur l' échelle de Hounsfield . Un pixel est une unité bidimensionnelle basée sur la taille de la matrice et le champ de vision. Lorsque l'épaisseur de la tranche de tomodensitométrie est également prise en compte, l'unité est appelée voxel , qui est une unité tridimensionnelle.

Français L'eau a une atténuation de 0 unité Hounsfield (HU), tandis que l'air est de −1 000 HU, l'os spongieux est généralement de +400 HU et l'os crânien peut atteindre 2 000 HU ou plus (os temporal) et peut provoquer des artefacts . L'atténuation des implants métalliques dépend du numéro atomique de l'élément utilisé : le titane a généralement une quantité de +1000 HU, le fer-acier peut éteindre complètement les rayons X et est donc responsable des artefacts linéaires bien connus dans les tomodensitométries. Les artefacts sont causés par des transitions brusques entre les matériaux de faible et de haute densité, ce qui entraîne des valeurs de données qui dépassent la plage dynamique de l'électronique de traitement. Les images CT bidimensionnelles sont traditionnellement rendues de manière à ce que la vue soit comme si on les regardait depuis les pieds du patient. Par conséquent, le côté gauche de l'image est à droite du patient et vice versa, tandis que l'antérieur de l'image est également l'antérieur du patient et vice versa. Cet échange gauche-droite correspond à la vision que les médecins ont généralement de la réalité lorsqu'ils sont positionnés face à des patients.

Au départ, les images générées par les tomodensitogrammes se situaient dans le plan anatomique transversal (axial) , perpendiculaire à l'axe longitudinal du corps. Les scanners modernes permettent de reformater les données de numérisation sous forme d'images dans d'autres plans . Le traitement numérique de la géométrie peut générer une image tridimensionnelle d'un objet à l'intérieur du corps à partir d'une série d'images radiographiques bidimensionnelles prises par rotation autour d'un axe fixe . Ces images transversales sont largement utilisées pour le diagnostic et la thérapie médicale .

Les produits de contraste utilisés pour la tomodensitométrie à rayons X, ainsi que pour les radiographies sur film simple , sont appelés produits de contraste radiologique . Les produits de contraste radiologique pour la tomodensitométrie sont, en général, à base d'iode. Cela est utile pour mettre en évidence des structures telles que les vaisseaux sanguins qui seraient autrement difficiles à délimiter de leur environnement. L'utilisation d'un produit de contraste peut également aider à obtenir des informations fonctionnelles sur les tissus. Souvent, les images sont prises avec et sans produit de contraste radiologique.

L'histoire de la tomodensitométrie à rayons X remonte au moins à 1917 avec la théorie mathématique de la transformée de Radon . En octobre 1963, William H. Oldendorf a reçu un brevet américain pour un « appareil à énergie radiante pour étudier des zones sélectionnées d'objets intérieurs obscurcis par un matériau dense ». Le premier scanner CT commercialement viable a été inventé par Godfrey Hounsfield en 1972.

On prétend souvent que les revenus provenant des ventes de disques des Beatles dans les années 1960 ont contribué à financer le développement du premier scanner CT chez EMI. Les premières machines CT à rayons X de production étaient en fait appelées scanners EMI.

Le mot tomographie est dérivé du grec tome « ​​tranche » et graphein « écrire ». La tomodensitométrie était à l'origine connue sous le nom de « scanner EMI » car elle a été développée au début des années 1970 dans une branche de recherche d' EMI , une société surtout connue aujourd'hui pour ses activités musicales et d'enregistrement. Elle a ensuite été connue sous le nom de tomographie axiale calculée ( CAT ou CT scan ) et de röntgenographie de sections corporelles .

Le terme tomodensitométrie n'est plus utilisé techniquement car les tomodensitométries actuelles permettent des reconstructions multiplanaires. C'est pourquoi le terme tomodensitométrie est le plus approprié, utilisé par les radiologues dans le langage courant ainsi que dans les manuels et les articles scientifiques.

Dans Medical Subject Headings (MeSH), la tomographie axiale calculée a été utilisée de 1977 à 1979, mais l'indexation actuelle inclut explicitement les rayons X dans le titre.

Le terme sinogramme a été introduit par Paul Edholm et Bertil Jacobson en 1975.

En réponse à l'inquiétude croissante du public et aux progrès continus des meilleures pratiques, l'Alliance pour la sécurité radiologique en imagerie pédiatrique a été créée au sein de la Society for Pediatric Radiology . De concert avec l' American Society of Radiologic Technologists , l' American College of Radiology et l' American Association of Physicists in Medicine , la Society for Pediatric Radiology a développé et lancé la campagne Image Gently qui vise à maintenir des études d'imagerie de haute qualité tout en utilisant les doses les plus faibles et les meilleures pratiques de sécurité radiologique disponibles sur les patients pédiatriques. Cette initiative a été approuvée et appliquée par un nombre croissant d'organisations médicales professionnelles dans le monde et a reçu le soutien et l'assistance des entreprises qui fabriquent des équipements utilisés en radiologie.

Suite au succès de la campagne Image Gently , l'American College of Radiology, la Radiological Society of North America, l'American Association of Physicists in Medicine et l'American Society of Radiologic Technologists ont lancé une campagne similaire pour aborder ce problème dans la population adulte, appelée Image Wisely .

L’ Organisation mondiale de la santé et l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) des Nations Unies travaillent également dans ce domaine et ont des projets en cours visant à élargir les meilleures pratiques et à réduire la dose de rayonnement des patients.

Français L'utilisation de la tomodensitométrie a augmenté de façon spectaculaire au cours des deux dernières décennies. On estime que 72 millions d'examens ont été effectués aux États-Unis en 2007, ce qui représente près de la moitié du débit de dose total par habitant des procédures radiologiques et nucléaires. Parmi les examens de tomodensitométrie, six à onze pour cent sont effectués sur des enfants, une augmentation de sept à huit fois par rapport à 1980. Des augmentations similaires ont été observées en Europe et en Asie. À Calgary, au Canada, 12,1 % des personnes qui se présentent aux urgences avec une plainte urgente ont subi un examen de tomodensitométrie, le plus souvent de la tête ou de l'abdomen. Le pourcentage de personnes ayant subi un examen de tomodensitométrie variait toutefois considérablement selon le médecin urgentiste qui les a vus, de 1,8 % à 25 %. Dans les services d'urgence aux États-Unis, l'imagerie par tomodensitométrie ou IRM est effectuée sur 15 % des personnes qui se présentent avec des blessures en 2007 (en hausse par rapport à 6 % en 1998).

L'utilisation accrue de la tomodensitométrie a été la plus importante dans deux domaines : le dépistage des adultes (TDM de dépistage du poumon chez les fumeurs, coloscopie virtuelle, dépistage cardiaque par TDM et TDM du corps entier chez les patients asymptomatiques) et l'imagerie par TDM des enfants. La réduction du temps d'examen à environ 1 seconde, éliminant la nécessité stricte pour le sujet de rester immobile ou d'être sous sédatif, est l'une des principales raisons de la forte augmentation de la population pédiatrique (en particulier pour le diagnostic de l'appendicite ). En 2007, aux États-Unis, une proportion de tomodensitométries est réalisée inutilement. Certaines estimations placent ce chiffre à 30 %. Il existe un certain nombre de raisons à cela, notamment : des préoccupations juridiques, des incitations financières et le désir du public. Par exemple, certaines personnes en bonne santé paient volontiers pour subir une tomodensitométrie du corps entier à des fins de dépistage . Dans ce cas, il n'est pas du tout évident que les avantages l'emportent sur les risques et les coûts. Déterminer si et comment traiter les incidentalomes est complexe, l’exposition aux radiations n’est pas négligeable et l’argent pour les examens implique un coût d’opportunité .

Les principaux fabricants d’appareils et d’équipements de tomodensitométrie sont :

• GE HealthCare
• Siemens Healthineers
• Canon Medical Systems Corporation (anciennement Toshiba Medical Systems)
• Royal Philips NV
• Fujifilm Healthcare (anciennement Hitachi Medical Systems)
• Systèmes médicaux Neusoft
• Imagerie unie

La tomodensitométrie à comptage de photons est une technique de tomodensitométrie actuellement en cours de développement. Les scanners CT classiques utilisent des détecteurs intégrateurs d'énergie ; les photons sont mesurés sous forme de tension sur un condensateur qui est proportionnelle aux rayons X détectés. Cependant, cette technique est sensible au bruit et à d'autres facteurs qui peuvent affecter la linéarité de la relation tension/intensité des rayons X. Les détecteurs à comptage de photons (PCD) sont toujours affectés par le bruit, mais cela ne modifie pas les comptages de photons mesurés. Les PCD présentent plusieurs avantages potentiels, notamment l'amélioration des rapports signal (et contraste)/bruit, la réduction des doses, l'amélioration de la résolution spatiale et, grâce à l'utilisation de plusieurs énergies, la distinction de plusieurs agents de contraste. Les PCD ne sont devenus possibles que récemment dans les scanners CT en raison des améliorations des technologies de détection qui peuvent gérer le volume et le débit de données requis. En février 2016, la tomodensitométrie à comptage de photons était utilisée sur trois sites. Certaines recherches préliminaires ont montré que le potentiel de réduction de dose de la tomodensitométrie à comptage de photons pour l'imagerie mammaire était très prometteur. Au vu des récentes découvertes de doses cumulées élevées chez les patients lors de tomodensitométries récurrentes, on a cherché à développer des technologies et des techniques de numérisation qui réduisent les doses de rayonnement ionisant aux patients à des niveaux inférieurs au milliSievert (inférieurs au mSv dans la littérature) pendant le processus de tomodensitométrie, un objectif qui perdure.