TPE Histoire
Un peu d'histoire....
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Lors de nos recherches sur l'histoire des découvertes physiques qui sont à l'origine des techniques d'imageries médicales que nous connaissons tous, nous avons été frappés d'y rencontrer la plupart de nos grands savants français du 20ème siècle, dont la postérité a retenu le nom, souvent pour d'autres découvertes, ou pour des travaux dont nous n'imaginions pas qu'ils avaient eu un tel impact dans nos vis quotidiennes. Saviez-vous que les travaux de Paul Langevin avaient été déterminants dans l'invention de l'échographie ? Connaissiez-vous l'épopée des petites Curies, ces voitures empruntées à de riches donateurs et qui sauvèrent des milliers de vies sur les champs de bataille de Verdun ? Soupçonniez-vous l'apport d'Irène et Frédéric Joliot dans la technique la plus moderne d'imagerie médicale, la TEP ? Enfin, vous doutiez-vous que notre dernier Prix Nobel de Physique, Georges Charpak, était à l'origine d'une nouvelle technique d'imagerie X ?
Nous allons tenter de vous raconter tout cela en quelques chapitres.
Des rayons X à la radiographie
Des ultrasons à l'échographie

Wilhelm Röntgen est un physicien allemand. A la fin du 19ème siècle, Röntgen travaille sur les rayons cathodiques, caractérisés par une éjection continue d'électrons et qui laisse une trace fluorescente lors de leur passage dans des gaz excitables. Ces Rayonnements n'ont encore aucune utilité.
En 1895, W. Röntgen recommence l'expérience mais change de nombreux paramètres. En Novembre 1895, il donne une luminescence a une plaque de platinocyanure de baryum. Cela met Röntgen sur la bonne piste. Il positionne un Tube de Crookes dans une boite opaque. Durant l'expérience, le rayon luminescent apparaît, tout est normal. Wilhelm place différents objets de densité variable entre l'anode et la plaque de baryum. Il remarque que les rayons traversent la matière si les objets ne sont ni denses ni épais. Lorsque il plaça des objets métalliques entre le tube de Crookes et la plaque, l'objet métallique laissa une trace sur le négatif. Il en déduisit que la trace laissée était l'ombre de l'objet. Röntgen ne trouva pas de nom précis pour définir les rayons, il les nomma « Rayons X » car ils étaient d'une nature inconnue. En Allemagne ils prirent le nom de Röntgenstrahlung. Le 22 décembre 1895, fût faite la première radiologie de la main d'Annah Bertha Röntgen, son épouse.

La pose dura 20 minutes alors que de nos jours , une radio ne dure que quelques dixièmes de seconde!

Alors que W. Röntgen prépare la publication de son expérience, Jean Bergonié reproduit l'expérience pour vérifier la véracité des résultats. Le 28 décembre 1895, Röntgen publie sa découverte dans un article de la Société physico-chimique basé a Wurtzburg. Il obtient le Premier Prix Nobel de Physique en 1901.

Les premières radiologies en hôpital débutèrent dès 1897 (soit seulement 2 ans après la découverte de Röntgen) sous l'impulsion d'Antoine Béclère . La Radiologie fût utilisée ensuite par Marie-Curie et sa fille Irène en 1916, durant la 1ère guerre mondiale. Elles parcouraient le front, ayant pour objectif de faire apparaître les fractures et éclats d'obus pour mieux soigner les soldats. Les voitures radiologiques avaient pour surnom « Les p'tites Curies ». Cette démarche, à la fois courageuse et novatrice eut alors un retentissement immense et participa énormément à la gloire de Marie Curie , notamment outre-atlantique.
Les premières applications industrielles ne tardèrent pas. Parmi elles, on peut citer notamment le contrôle par radiographie des soudures.
Le scanner X, apparu au début des années 60, est une évolution importante de l'évolution de l'utilisation des rayons X en imagerie. Par de multiples coupes, il permet une reconstitution en 3D des tissus.
La radiographie, après avoir connu son heure de gloire, est maintenant critiquée pour le danger que ses irradiations font subir aux patients, dangers qui, statistiquement sont parfois plus grands que les pathologies recherchées. C'est ainsi que la médecine du travail abandonne la radiographie pulmonaire au profit de la spirométrie.

Les applications de la radiograhie se développèrent très rapidement, tant au niveau médical qu'industriel. La radioprotection associée ne fût réellement mise en place qu'après la seconde guerre mondiale, laissant sans défense une génération entière de professionnels de santé.

 

Les Ultrasons avaient été découverts il y a bien longtemps. Le seul problème pour l'époque : Comment traduire des sons en images ? Déjà, Pendant la première Guerre Mondiale, le physicien Paul Langevin, en coopération avec l'ingénieur Constantin Chilowski mirent au point un appareil qui permettait de détecter des sous-marins en plongée profonde. Le Sonar fut la toute première utilisation des ultrasons au niveau militaire. C'est avec l'invention des premiers ordinateurs en 1948 et grâce à leur puissance de calcul que le décodage fût rendu possible.

En 1951, deux scientifiques travailent en commun. John Wild a fait partie du corps médical de l'armée britannique durant la seconde guerre mondiale. Ils aboutissent à l'invention de l'échographe. Les inventeurs se nomment Wild et Reid, respectivement médecin et informaticien. Ce nouvel appareil était destiné au domaine médical. Wild utilise les ultrasons pour la première fois en médecine en 1952.
En 1958, le gynécologue écossais, Ian Donald réalisa la première échographie de l'utérus. L'échographie était alors destinée à la recherche des tumeurs cérébrales. Mais elle est principalement utilisée en obstétrique depuis les années 1970.
Les tissus réagissent de différentes façons face aux ultrasons suivant leur rigidité, élasticité et densité. Ce principe s'appelle l'échostructure.

Le problème majeur rencontré par tous ces chercheurs, tenait au fait que la précision des images laissait a désirer. Iils vont donc commencer à faire divers expériences sur des animaux comme cette jument en 1980 qui a permis quelques années après de donner naissance au sondes à barettes qui permettent d'avoir une meilleure précision. Dans les années 1990, ces sondes ont été miniaturisées.

Aujourd'hui, il n'y a pas d'organe qui ne lui soit accessible.

Une amélioration notable de l'échographie est l'échographie Doppler (voir la page sur les applications médicales). Les premiers appareils ont été développés dans les années 60, notamment à l'INSA de Lyon par Léandre Pourcelot. Il fallut attendre 1977 pour voir apparaître le premier Doppler couleur. Les échographes Doppler actuels permettent un codage couleur des flux sanguins.
En effet, en 1842, le physicien autrichien Christian Doppler  a observé qu'il y avait une variation apparente de la fréquence d'une onde émise par une source en mouvement par rapport à un observateur immobile. Par exemple, pour un piéton arrêté au bord d'un trottoir, le bruit d'une voiture devient plus aigu quand elle se rapproche et plus grave quand elle s'éloigne. Pour le conducteur de la voiture le bruit demeure identique; seul le bruit perçu par le piéton varie. En mesurant ces variations, on peut mesurer les vitesses de déplacement.

Nous avons trouvé cette histoire de l'échographie sous forme de vidéo : ici (source mag.materneo.com)

 


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