Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique

Université de Constantine_1Faculté des sciences de technologie

Département d’électroniquemaster2 électronique médicalemaster2 électronique médicale

Rapport de stage sur:Rapport de stage sur:

Le SCANNER MEDICALELe SCANNER MEDICALEMaitre de stageMaitre de stage-ZEHHAF H-ZEHHAF H

Réalisé par:Réalisé par: -RIBAH ABDERRAOUF-RIBAH ABDERRAOUF

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Sommaire

Chapitre 2 :déroulement de stage

1-Historique de scanner

2-les différents générations de scanner

Chapitre 1:Présentation du CHU de Constantine

1-Historique sur CHU Constantine

2-Situation géographique

Résume du stage

Introduction

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3- Service technique

5-Les éléments de chaine scanographique

4-Principe de scanner

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Conclusion

6-Les dangers sur le corps humain

Bibliographie

3-Constituants de scanner

IntroductionIntroduction

• Le mot “scanner” vient de l’anglais “scanography”. Ce terme vient du mot anglais “to scan” qui signifie “EXAMINER” et du grec “graphein” (écrire).

• Le scanner à rayon X est un appareil utile pour l'exploration du corps humain

• Le travail de notre stage s’est focalisé sur l’étude du scanner à rayon X

• Compréhension de l’appareil, constitution et mode de fonctionnement.

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Résume du stage

• Ce stage a été effectué dans le centre hospitalier universitaire de Constantine (CHUC). L’objectif de notre stage est la compréhension de certains appareils médicaux utilisés en milieu hospitalier.

• Nous nous sommes intéressés au mode de fonctionnement du scanner à rayon X et de son utilisation.

• Un intérêt particulier a été porté au mode de fonctionnement de la partie électronique de cet appareil, très utilisé dans le diagnostic des anomalies dans le domaine de la santé.

• Effectivement, le scanner permet d’explorer et de voir l’intérieur du corps humain. On peut visualiser tout les organes, les os, les liquides, etc. En noir et blanc, cet appareil donne des images en coupe qui peuvent être assemblées pour obtenir une image tridimensionnelle et à l’aide de logicielles une image en 3D couleur.

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1-Centre hospitalier universitaire de Constantine(CHUC)

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C’est un établissement public a caractère administratif doté de la personnalité morale et de l’autonomie financière, il est charge en relation avec l’établissement d’enseignement de formation en science médicale ,des missions: de diagnostic, d'exploration , soins, de prévention, formation et de recherche

Chapitre 1:Présentation du CHU de Constantine

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•Le Centre Hospitalier Universitaire de Constantine (CHU) est situe sur le plateau de SIDI M’SID •Il est mitoyen de l’ancienne ville •Le pont suspendu de SIDI M’SID relie les deux cotes de la ville

2-Situation géographique

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Le service de maintenance qui constitue le support technique essentiel pour le bon fonctionnement de l’hôpital est équipé de nombreux outils électriques et mécaniques Un établie rassemble les différent outillage et de caisse a utiles pour assurer la maintenance sur site .Il est équipé aussi d’un matériel informatique et de document servant a la gestion de la maintenance

Localisation du service de technique de radiologie(Atelier)Et le scanner

3-Service technique de CHUC

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Chapitre 2 :déroulement de stage

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•Le 1èr scanner à rayons X a été inventé par : GODFREY NEWBOLD HOUNSFIELD,•Le prototype a été réalisé en 1968 et présenté pour la première fois en 1972, •La mise au point de la scanographie a été saluée comme la découverte la plus importante en radiologie, •Depuis 1972, amélioration de la qualité des informations tout en limitant la dose d’irradiation par les rayons X.

1-Historique de scanner

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2.1-Première génération :La réalisation d'une coupe s'obtenait par un

mouvement de translation-rotation de tube et de détecteur

2.2-Deuxième génération :

2-les différents générations de scanner

caractérisée par un ensemble tube détecteur toujours animé d'un mouvement de translation-rotation autour du patient. Le tube est couplé à une barrette de sept à soixante détecteurs dans le plan de rotation du tube. les déplacements restent identiques, mais le temps passe à 20 ou 40 secondes par coupe.

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2.3-Troisième génération :Disposé d’un tube et une série de détecteurs (500

à 1000) correspond à la largeur de la région étudiée. Une seule émission de RX en éventail

couvre la largeur du sujet . Seul le mouvement de rotation est utilisé auteur du patient; 180 ou 360

émissions successives sont faites et détectées en 2 à 7 secondes.

2.4- Quatrième génération : Des détecteurs fixes, plusieurs milliers, font une couronne complète autour de l'anneau ; seul le foyer des RX, et donc le faisceau X

tourne autour du malade. La vitesse peut encore augmenter, mais l'appareillage

devient sensible au rayonnement diffusé puisque les détecteurs qui ne reçoivent pas

de rayonnement direct reçoivent du rayonnement diffuse

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2.5-Cinquième génération : Un énorme canon a électrons projette un faisceau sur 1 a 4 anneaux

en tungstène, situé autour du patient ; le faisceau X nait de ces anneaux il est alors collimaté sur plusieurs couronnes de détecteurs.

Cette rotation est rapide (le temps de pose est voisin de 1/20 de seconde)

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3-Constituants du scanner3.1- La Table patient :

La table du scanner ou le patient s’installe tout le long de l’examen se déplace verticalement et latéralement (figure ci-dessous).

On fait descendre la table automatiquement et on installe le patient confortablement au milieu de celle-ci.

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Moteur de déplacement verticalMoteur de déplacement horizontal

Déplacement de la table

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3.2- Le Gantry :Le cœur du scanner à pour rôle principale la production des rayons X,

la détection des rayons X non atténués et la transmission de l’information au centre de calcul. Il se compose d’un stator et d’un

rotor. Le rotor est composé du tube radio gène qui produit les rayons X, du radiateur système de refroidissement du tube, des détecteurs qui

détectent l’atténuation des rayons X, des fusibles et de deux transformateurs et redresseur pour anode et cathode qui augmentent la

tension de 400V à 140kV et la redresse en un signal continu.

Le stator est composé d’un convertisseur analogique numérique, du moteur qui fait tourner le gantry, du circuit de commande qui fait

marcher le gantry (la carte mère) et du circuit électronique qui contrôle la voie. Quand le patient est placé entre le tube et les

détecteurs, le signale donne le début de la radiation, le tube-détecteur tourne à une très grande vitesse qui est elle aussi contrôlée par un

système de commande

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(Echangeur de chaleur)

(Démarreur à grande vitesse)

(Module de puissance)

(fusibles et relais de contrôle)

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4-Principe du scanner :Dans un scanographe, un premier détecteur électronique (le capteur Co du schéma ci-

dessus) mesure l’intensité du fin pinceau de rayons X émis par le tube à rayons X avant qu’il ne balaie point par point la tranche du corps à examiner. Pour explorer cette coupe, le tube effectue une rotation complète degré par degré. Une partie du rayonnement incident (celui qui entre en contact avec le corps) est absorbée par les tissus traversés. Le rayonnement émergent (celui qui ressort) est capté par un détecteur électronique (le capteur C1 quand la source est en S1) qui tourne en

même temps que le tube (de façon synchrone). Quand la source est en S2, le capteur est

en C2, etc. Au cours de la rotation, rayons X incidents et rayons X émergents captés

sont comparés et convertis en signaux électriques.

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Un peu plus de 2 millions de données sont enregistrés en quelques secondes par l’ordinateur. Le programme de celui-ci permet de calculer l’absorption du

rayonnement en chaque point de la coupe. Le scanner utilise l’absorption des rayons X en relation directe avec la densité des tissus que les rayons ont rencontrés.

Les résultats sont alors mis en mémoire. Un traitement informatique complexe permet ensuite de faire apparaître sur l’écran

l’image reconstituée d’une coupe axiale de 1 à 10 millimètres d’épaisseur. Cette image traduit les variations d’absorption des tissus traversés auxquelles sont

associées des variations de nuances (noir, gris, blanc) ou des couleurs conventionnelles.

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5-LES ELEMENTS DE LA CHAINE SCANOGRAPHIQUE

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5-1 Tube radio gène

• Il permet la production des rayons X,

• Il est composé d’une ampoule de verre et d’une gène.

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• Les électrons sont générés par le courant cathodique,

• Ils sont accélérés par une tension entre l’anode et la cathode U=140Kv,

• En heurtant l’anode ils libèrent une partie de leur énergie sous forme de rayon X,

• Il existe 2 types de rayons X,

• Rayon de freinage et rayon caractéristique.

5-2-Production des rayons X

• Protection des rayons X entourés de plomb,

• Évacuation de la chaleur,

• Contient de l’huile de refroidissement,

• Une fenêtre pour les rayons X qui traverse le patient

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5-3 La gaine

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5-4 Collimateurs

• Définir l'ouverture du faisceau de rayons X.

• Élimine le rayonnement diffusé parvenant au détecteur.

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•L’image radiographique résulte de la différence d’atténuation des rayons X dans les différents milieux traversées.

•Variation de l’absorption en fonction de la longueur d’onde λ .

•Variation de l’absorption en fonction de la nature de l’élément.

•Plus le corps à étudier est épais ou absorbant, plus il devient nécessaire d’utiliser un rayonnement dur.

•Effet photoélectrique :E<30KV

•Effet Compton: E>30kv

5-5 Interaction avec la matière

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•Effet photoélectrique• Principe : rayon X absorbe, un électron d’une couche profonde est éjecte.• Résultat : arrêt du rayon X, production d’un électron et d’un ion positif.

•Effet Compton• Principe : L’énergie du rayon X est en partie transmise à un électron superficiel.•Résultat : le rayon X est dévie avec une énergie plus faible.

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5-6 DétecteursSystème physique de conversion du rayonnement X, atténué par la

traversée de l'objet, en un signal électrique. Les éléments sont disposés en arc ou en couronne.

•Détecteurs à gaz : chambre de ionisation•contenant du Xénon•Détecteurs solides : scintillateur-photodiodes•Caractéristique des détecteurs

•Efficacité de détection•Précision et stabilité

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•Lorsque les cellules sont exposées aux rayons X, ceux-ci créent des ions qui brisent l'ADN au niveau des brins ou au niveau des bases azotées.

6-Les dangers sur le corps humain•Le bref passage d’un photon provoque des excitations

et des ionisations qui déclenchent une succession de réactions physico-chimiques pouvant aboutir à une

modification des fonctions et des structures cellulaires puis tissulaires.

•L’effet biologique d’une dose donnée dépend du taux de dose

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Conclusion :L’objectif de notre stage a été atteint par une compréhension détaillée de l’utilisation de l’appareil médicale qu’est le scanner ainsi que ses retombées qui permettent au corps médicale d’explorer les différentes parties internes du corps humain à la recherche d’anomalie ou de maladies qui étaient invisibles jadis. Aussi, un discernement particulier a été porté sur le principe du fonctionnement de cet appareil et de ses composants électroniques. Toutefois, il est à noter que malgré les avantages de l’utilisation de cet appareil sont impressionnants, celui-ci présente des risques de danger sur le corps humains si ce dernier est exposé plusieurs fois aux rayons X de cet appareil. L’imagerie médicale ne cesse d’évoluer dernièrement l’information très rapide c’est le cas du Scanner qui ce voit passer d’un coupe jusqu’à 128 coupes

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Bibliographie :•Devaux. J. Y (2006). L’imagerie en coupes.•Doyon. D (2000). Scanner à rayons X : Tomodensitométrie. Masson, Paris.•Dujardin. C et Viana. B. Cristaux scintillateurs : Nanocristaux, Films minces, Fibres et massifs. CNRS ; Paris. •Evrard. Y, Mouchel. J et strainchamps. D (2004). Les tubes à rayons X.•Guinier. A (1984). Les rayons X. Collection « Que sais-je ».•Jaspard. L’effet Compton.•Kohl. P. Rayons et Fluorescence X.•Lisbona. A. Le scanner : Principe, Technologie, Applications.•Philippe. C et Bourguet. P. Imagerie par les rayons X et radioprotection. www.med.univ-rennes1.fr•Rocchisoni. J.M. La Tomographie ; CHU de Bobigny ; 93.•Rousseau. F (2008). Scanner X.Sites :•www. Splf.fr /gp/dossier-enpratique/scanner.html•www.vulgaris-médical.com/textt/tomodens.html•www. La-radiologie.net/scan/scan2.html•www.doctissimo.fr/html/santé/imagerie:scanner.htm

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