Physique pour la médecine

...la théorie!

Radiologie conventionnelle

Chapitre VI: Radiographie   numérisée.

VI.A.Conversion des images analogiques.

1)Digitalisation des films argentiques.

 

La lecture d'un film radiographique se fait classiquement sur négatoscope, où des lampes éclairent globalement l'entièreté de l'image, laquelle est observable tout aussi globalement par l'œil humain. La digitalisation d'un film de ce type utilise le même principe si ce n'est que l'éclairage se fait localement par balayage ligne par ligne de l'image et qu'un détecteur de taille réduite et collimaté est chargé d'observer les variations de noircissement d'un point à l'autre.

Le faisceau de lumière est un faisceau laser sous lequel passe le film à analyser. Le détecteur est un scintillateur couplé à un photomultiplicateur. Là où le noircissement est faible, l'intensité lumineuse transmise est élevée et le photomultiplicateur fournit un signal haut. Là où le noircissement est important, l'absorption est forte et le photomultiplicateur fournit un signal faible.

 

RadConv VIA_1

 

L'information fournie par le PM est continue et reste de type analogique. La numérisation est assurée par un CAD, convertisseur analogue digital, dont le rôle est d'échantillonner à intervalles réguliers le signal continu. La numérisation consiste à mesurer la hauteur de chaque échantillon et à lui associer un nombre. Ce nombre est stocké en mémoire. Il est une mesure du noircissement du film à l'endroit correspondant.

 

RadConv VIA_2

 

2)Capture de l'image d'un ampli de luminance.

 

L'écran secondaire de l'ampli de luminance fournit une image lumineuse pleine et entière. Pour être digitalisée, elle doit être avant tout transformée à nouveau en signal électronique.

 

a) Tube Vidicon

 

Le tube Vidicon est un tube caméra. Le mot "tube" le range très clairement dans les éléments d'électronique d'ancienne génération: Une ampoule généralement en verre, le vide à l'intérieur, un canon à électrons qui génère un fin faisceau et des éléments de guidage de ce faisceau.

La fenêtre d'entrée est faite de deux couches de matériaux différents. La première est une fine couche conductrice, chargée d'envoyer vers l'extérieur les charges électriques qui formeront le signal. La deuxième est photoconductrice, ce qui veut dire qu'elle est normalement isolante mais qu'elle devient conductrice quand elle se voit éclairée par de la lumière. La résistance électrique en un point dépend ainsi de l'intensité lumineuse en ce point.

 

RadConv VIA_3

 

Le faisceau d'électrons forme un courant électrique i. Il est guidé au travers du tube par des bobines de déflexion qui lui font balayer ligne par ligne la fenêtre d'entrée, dont on n'oubliera pas qu'elle se voit exposée de l'autre côté par l'image de sortie de l'ampli de luminance. Là où la lumière est intense, la résistance du photoconducteur est faible et donc le signal de sortie V=Ri est faible. Là où il y a peu de lumière, la résistance reste élevée et la tension de sortie est haute.

 

RadConv VIA_4

 

Le signal de sortie contient la structure de l'image sous forme analogique. Il passe par un CAD, convertisseur analogue-digital, où il est échantillonné et numérisé ainsi qu'on l'a vu au paragraphe précédent.

 

b) CCD

 

Les circuits CCD, pour "charged coupled device", constituent une approche moderne de la numérisation, celle qui est à l'origine par exemple de la révolution observée en photographie. Ici il s'agit d'une matrice formée de nombreuses et très petites diodes photosensibles. La matrice est directement au contact de l'écran de sortie de l'ampli de luminance. Chaque photosite se charge de transformer la lumière en signal électrique. L'information qu'il fournit peut être directement numérisée pour former un pixel de l'image finale. On en dira plus sur ces techniques modernes de numérisation en fin de chapitre.

 

RadConv VIA_5