Unités Hounsfield et atténuation en TDM

L'unité Hounsfield (UH) est l'échelle standardisée que la tomodensitométrie utilise pour exprimer l'intensité avec laquelle un tissu atténue les rayons X. Elle est étalonnée de manière à ce que l'eau mesure 0 UH et l'air environ -1000 UH, attribuant à chaque voxel un nombre calibré qui relie l'image en niveaux de gris à une propriété physique du tissu.

Definition

L'unité Hounsfield est une transformation linéaire du coefficient d'atténuation linéaire des rayons X mesuré d'un voxel, normalisée de sorte que l'eau soit définie comme 0 UH et l'air comme -1000 UH, utilisée pour quantifier la radiodensité tissulaire en tomodensitométrie.

Scope

Ce sujet explique la base physique du contraste des images TDM : comment l'atténuation des rayons X est mesurée, comment elle est normalisée à l'échelle Hounsfield, et comment les nombres TDM résultants se rapportent à l'anatomie. Il aborde également la manière dont les produits de contraste iodés augmentent l'atténuation mesurée. Il s'agit d'un exposé de référence sur les raisons pour lesquelles les structures apparaissent claires ou sombres en TDM, et non d'un guide sur la sélection des examens ou l'administration de contraste.

Core questions

• Quelle quantité physique un nombre TDM représente-t-il ?
• Pourquoi l'eau et l'air sont-ils les points de référence de l'échelle Hounsfield ?
• Comment la graisse, les tissus mous, le sang et l'os se situent-ils sur l'échelle ?
• Comment le contraste iodé modifie-t-il l'atténuation mesurée ?
• Pourquoi les réglages de fenêtre et de niveau modifient-ils l'apparence de l'image sans modifier les nombres sous-jacents ?

Key concepts

• Coefficient d'atténuation linéaire des rayons X
• Échelle Hounsfield (eau = 0, air = -1000)
• Radiodensité de la graisse, des tissus mous, du sang et de l'os
• Largeur de fenêtre et niveau de fenêtre
• Rehaussement par contraste iodé
• Effet de volume partiel

Mechanisms

Lorsqu'un faisceau de rayons X traverse un tissu, il est atténué par absorption et diffusion, quantifié par le coefficient d'atténuation linéaire, qui dépend de la densité tissulaire et du numéro atomique effectif. La reconstruction TDM estime ce coefficient pour chaque voxel et le rééchelonne par rapport à l'eau pour produire une valeur Hounsfield : les tissus plus denses ou absorbant davantage les rayons X que l'eau ont des valeurs positives, les tissus moins absorbants ont des valeurs négatives. L'iode, avec son numéro atomique élevé, atténue fortement les rayons X, de sorte que les produits de contraste iodés augmentent la valeur Hounsfield du sang et des tissus perfusés où ils se distribuent. Étant donné que l'œil ne peut percevoir toute la plage numérique en une seule fois, la largeur et le niveau de la fenêtre sont choisis pour mapper une bande de valeurs UH sur l'échelle de gris visible.

Clinical relevance

Les valeurs Hounsfield permettent à la TDM de distinguer la graisse, les fluides, les tissus mous, le calcium et les structures rehaussées par contraste, ce qui est à la base de l'interprétation de l'anatomie en coupe en TDM. Cette entrée décrit comment l'atténuation produit le contraste de l'image et ne constitue pas une base pour les seuils diagnostiques ou les décisions de dosage du contraste chez les patients individuels.

Evidence & guidelines

L'échelle et son étalonnage découlent de la description originale de la tomodensitométrie par Hounsfield en 1973 et sont codifiés dans les ouvrages de physique de l'imagerie médicale tels que ceux de Bushberg et collègues. Des revues de la technologie TDM et des agents de contraste radiographiques décrivent comment la mesure de l'atténuation et le rehaussement iodé ont évolué.

History

La description par Hounsfield en 1973 de la tomodensitométrie axiale transverse informatisée a introduit à la fois la TDM clinique et l'échelle numérique d'atténuation qui porte désormais son nom, s'appuyant sur les mathématiques de reconstruction associées à Allan Cormack. Les décennies suivantes ont vu l'apparition de scanners plus rapides et à dose plus faible, ainsi que de produits de contraste dédiés à numéro atomique élevé, mais l'échelle calibrée référencée à l'eau reste le fondement du contraste en TDM.

Key figures

• Godfrey Hounsfield
• Allan Cormack

Seminal works

• hounsfield-1973

Frequently asked questions

Pourquoi l'eau est-elle définie comme 0 unité Hounsfield ?

L'échelle est normalisée par rapport à l'eau comme référence stable et reproductible ; les tissus qui atténuent les rayons X plus que l'eau prennent des valeurs positives et ceux qui atténuent moins prennent des valeurs négatives, l'air étant proche de -1000.

Pourquoi le contraste iodé rend-il les vaisseaux lumineux en TDM ?

L'iode a un numéro atomique élevé et absorbe fortement les rayons X, de sorte que là où l'agent se distribue dans le sang et les tissus perfusés, l'atténuation mesurée, et donc la valeur Hounsfield, augmente.

Le changement du réglage de la fenêtre modifie-t-il les nombres Hounsfield ?

Non ; le fenêtrage ne fait que modifier la manière dont la plage fixe de valeurs Hounsfield est mappée sur l'échelle de gris affichée, et non l'atténuation mesurée sous-jacente.