Le système Charpak révolutionne la radiologie.

On est aujourd'hui bien loin de la première radio effectuée en 1895 par l'allemand Wilhelm Conrad Röntgen sur la main de sa femme, qui avait nécessité quarante-cinq minutes de pose et l'envoi d'une quantité massive de rayons. Pour l'avenir, les solutions se trouvent du côté des détecteurs de particules adaptés aux usages médicaux. "Dans dix ans, le film, comme détecteur de rayons X, n'existera plus, affirmerait Yves Charpak, le fils du prix Nobel et l'un des fondateurs Georges Charpak   de Biospace. Les détecteurs vont s'améliorer, et le film classique perdra complètement sa place sur le marché. Parmi les solutions prometteuses, on trouve notamment le remplacement du film par des cassettes phosphosensibles (ce qui diminuerait les radiations de 20 à 30% ), l'utilisation d'amplis de brillance, afin de numériser l'image à travers des cristaux, ou encore l'adaptation de la chambre proportionnelle multifil, mise au point dans les années 60 et qui a valu son prix Nobel à Georges Charpak. Un "appareil Charpak", ou "appareil sibérien de radiologie", a été installé à l'hôpital pour enfants Saint-Vincent-de-Paul, à Paris, dans le service du professeur Kalifa. Cette opération a été menée en partenariat par la société Biospace Radiologie (formée par Georges Charpak, Baxter, Eval et Biospace Instrument) et le service de radiologie de l'hôpital, avec le soutien de la Cogema. 250 malades volontaires participeront aux tests cliniques: suivis de scolioses et de pathologies du bassin pour les enfants et radios du poumon pour les adultes. La France n'est pas la première à tester en radiologie ce détecteur de particules, essentiellement utilisé en physique nucléaire ou en biologie. Au début des années 80, des chercheurs russes de l'Institut sibérien Budker développent un premier prototype d'appareil de radiologie, expérimenté dès 1983 dans un hôpital de Moscou pour la radiopelvimétrie, c'est-à-dire la mesure des dimensionsCharpak et sa chambre à fils  du bassin des femmes enceintes. En 1986, deux autres appareils sont mis en place en URSS: l'un à Moscou et l'autre à Novossibirsk. Partout les conclusions sont les mêmes: l'utilisation de la chambre à fils permet de diminuer de trente à cent fois l'irradiation, suivant les régions du corps explorées. Selon une étude dosimétrique réalisée à Novossibirsk par des spécialistes anglais, cette diminution serait même de quatre-vingts à deux cents fois pour les images du crâne, de la colonne vertébrale et des cavités abdominales. L'image obtenue est un peu moins précise que sur un cliché traditionnel, mais elle suffit à des suivis de pathologies, comme l'explique le surveillant en radiologie de Saint-Vincent-de-Paul Jean-Marc Boussard: "Une scoliose une fois détectée, il faut faire quatre radios de suivi par an qui n'ont pas besoin d'être très précises. L'appareil Charpak convient donc tout à fait. D'autant plus que ce nouveau mode de radiologie présente, outre des avantages de numérisation et de faible dosimétrie, des atouts en termes de dynamique d'image. Ainsi, en réalisant une radiographie des poumons, il est tout à fait possible d'augmenter la taille d'un élément et de se concentrer, par exemple, sur une partie du rachis (en radiologie conventionnelle, celui-ci ne peut pas apparaître sur une radio des poumons). D'autre part, si l'image obtenue sur l'écran est trop noire ou trop blanche, l'opérateur peut modifier l'intensité de son faisceau. 

 


Comment fonctionne l'appareil Charpak:

Comme pour un appareil radiologique classique, la source de rayons X se situe à une distance du patient variant entre 1mètre (pour une rLe principe de la chambre proportionnelle multifils adio de la jambe, par exemple) et 1,80mètre (pour une radio du poumon). Le faisceau passe d'abord par une première collimation (à travers une fente de 1millimètre) avant de traverser la cabine où se trouve le malade. Il arrive ensuite dans la chambre à fils, où une réaction se produit entre le photonX et le xénon présent dans la chambre à fils, donnant naissance à un ion Xe+ et à un électron. En raison du champ électrique présent dans la chambre, l'électron est accéléré et interagit à nouveau avec du xénon, ce qui entraîne une avalanche électronique. Ce sont finalement 107 électrons qui arrivent sur le fil. De leur côté, les ions Xe+ sont attirés par une dérive fortement négative, dans le haut de la chambre. Du coup, de nouveaux électrons parviennent sur le fil et forment un signal électrique. En  fonction de la puissance de ce signal, on connaît l'absorption du rayonnement par l'organe étudié et l'on peut en tirer un diagnostic. Les 320fils de la chambre sont distants de 1,2millimètre, ce qui, par une astuce électronique, permet d'avoir une précision de 640canaux, soit une résolution spatiale de 0,6millimètre (contre 0,1en radiologie conventionnelle). L'image, quant à elle, apparaît sur un écran et peut être imprimée ensuite sur film laser.

 

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