vignette|droite|redresse=1.2|Radiographie pulmonaire numérisée.
La radiographie est une technique d'imagerie de transmission, par rayons X dans le cadre de la radiographie X, ou par rayons gamma en gammagraphie. Les rayons X sont des ondes électromagnétiques de hautes fréquences de l'ordre de 1016 Hz à 1020 Hz et qui pénètrent la matière condensée (solides et liquides). Elle permet d'obtenir un cliché dont le contraste dépend à la fois de l'épaisseur et du coefficient d'atténuation des structures traversées.
Par extension, l'image obtenue et son support portent aussi le nom de « radiographie ». L'abréviation du terme radiographie est fréquemment employée, on parle alors de « radio » par apocope.
La radiographie est utilisée en radiologie médicale, en radiologie industrielle et en radiothérapie. La radiographie standard correspond à la radiographie d'une région d'intérêt dont la réalisation obéit à un protocole reconnu de manière internationaleE. Montagne, F. Heitz, Imagerie médicale : , Radiologie conventionnelle standard, Heures de France, , 2009, . Kenneth L. Bontrager, John P. Lampignano, , Mosby/Elsevier, 2009, ..
La radiographie s'oppose à l'autoradiographie qui est une technique d'imagerie d'émission. Les radiographies argentiques se lisent idéalement sur un négatoscope.
Histoire
Les progrès scientifiques du amenèrent tout d'abord à la découverte de sources lumineuses très intenses, comme la lumière oxhydrique ou celle émise par la combustion du magnésiumCosmos, revue encyclopédique hebdomadaire des progrès des sciences, , 1864 (livre numérique Google).. Il devint alors possible pour la première fois de voir à travers le corps, grâce à la transmission de telles lumières. Le docteur Richarson s'en servit pour étudier les mouvements du cœur. Science anglaise, son bilan au mois d'août 1868 : réunion à Norwich de l'Association britannique pour l'avancement des sciences (Livre numérique Google)., ce qui était désormais réalisable sans dissection, simplement en observant son ombre. Mais du fait des propriétés trop peu pénétrantes des rayonnements de la lumière visible, cette technique ne pouvait être effectuée que sur des sujets très jeunes, avec une poitrine de faible épaisseur.
C'est surtout la découverte des rayons X, réalisée en 1895 par Wilhelm RöntgenNucleus : un voyage au cœur de la matière, Ray Mackintosh (Livre numérique Google)., qui marqua réellement le commencement de l'imagerie de transmission. Ce scientifique allemand, éminent professeur de physique, étudiait à l'époque les rayons cathodiques à l'aide d'un tube de Crookes. En même temps qu'il utilisait cet instrument, il s'aperçut que cela provoquait la fluorescence d'un écran de platino-cyanure de baryum, placé pourtant à deux mètres du tube. Il en conclut qu'un autre type de rayonnement, encore inconnu, provoquait ce phénomène. Il le baptisa de la lettre symbolisant l'inconnue en mathématique, le .
Afin d'étudier les propriétés de ce nouveau rayonnement, Röntgen plaça divers objets entre le tube et l'écran : du papier, du verre, du plomb, du platine. Il constata que les rayons X étaient extrêmement pénétrants, mais avaient la propriété d'interagir avec la matière, d'autant plus s'il s'agissait d'une matière très dense comme le plomb. Il remarqua également que les rayons X étaient capables d'impressionner des plaques photographiques, tout comme la lumière visible. Ainsi, il eut l'idée de réaliser la toute première radiographie de l'histoire, celle de la main de son épouse, Anna Bertha Röntgen.
À la publication de sa découverte, ce fut une révolution presque instantanée puisque les premiers services de radiologie ouvrirent au début de l'année 1896 ; en 1897 en France grâce à Antoine Béclère. Pour sa découverte, Röntgen reçut le tout premier prix Nobel de physique en 1901. Dans l'intérêt de la médecine, il ne déposa pas de brevet sur sa découverte. Au début du et jusque dans les , la radiographie se développa considérablement et pas uniquement en médecine. Elle devint une attraction que l'on proposait dans les foires, ou une façon de connaître sa pointure dans les magasins de chaussures. Quand on s'aperçut de la dangerosité des rayonnements ionisants à forte dose, elles furent fortement diminuées et l'exposition à ces radiations fut réservée aux patients pouvant en tirer un avantage diagnostique ou thérapeutique.
Depuis cette prise de conscience, les techniques et les appareils de radiographie n'ont cessé de se perfectionner, que ce soit au niveau du générateur de rayons X, des systèmes de détection, ou des instruments additionnels utilisés. Cette optimisation a pour but de diminuer au maximum la dose délivrée tout en gardant une qualité d'image radiographique permettant un diagnostic efficace.
Production des rayonnements Pour la production des , un transformateur haute tension est nécessaire pour transformer la tension du fournisseur d'électricité de l'ordre de , en une tension électrique de l'ordre de . De plus, la haute tension alternative est transformée en une haute tension continue à l'aide d'un pont de diodes.
Les rayons X sont produits par un tube à rayons X. C'est un tube sous vide composé d'un filament chauffé alimenté par le courant continu de haute tension. L'intensité de ce courant (en mA) multipliée par le temps de pose (durée d'application du courant en s), sera directement lié au nombre de photons produits. En radiologie, ce paramètre correspond à la charge du tube en mAs. La haute tension est appliquée entre ce filament (cathode) et une cible (anode). Les électrons sont accélérés par cette tension et viennent bombarder l'anode. Celle-ci est composée d'un élément de fort numéro atomique afin de privilégier les interactions par rayonnement de freinage. Ces interactions électroniques produisent un spectre continu de dont l'énergie maximum correspond à l'énergie cinétique des électrons, donc à la tension appliquée. En médecine, on parle ainsi de kilovoltage (kV) pour qualifier le spectre en énergie des utilisés. Mais la plus grande part de l'énergie cinétique des électrons est convertie en chaleur au niveau du foyer thermique ce qui peut contribuer à le détériorer malgré le système de refroidissement. Pour cela, l'anode est souvent constituée d'un grand et d'un petit foyer. Le grand foyer a l'avantage de mieux dissiper la chaleur lors de clichés nécessitant beaucoup de mAs mais est à l'origine d'un plus grand flou géométrique au niveau de l'image. Tous ces paramètres sont réglables au niveau du pupitre de commande : kilovoltage, milliampères, temps de pose, taille du foyer. Un posemètre peut être placé en amont du détecteur de façon à asservir le temps de pose voire les milliampères. Il est réglé de façon que le détecteur reçoive la quantité optimale de photons, en prenant en compte les contraintes de radioprotection du patient.
Les sont produits au niveau du foyer de l'anode dans toutes les directions. Mais du fait de l'angle de l'anode, davantage de photons sont transmis selon une direction perpendiculaire au foyer thermique que selon les autres directions. Cela est dû au fait que les photons produits dans la cible ont une plus grande distance à traverser pour en sortir s'ils sont émis dans des directions quasi parallèles au foyer thermique, ils sont alors plus atténués. Ce phénomène, appelé effet talon, conduit à une légère hétérogénéité du faisceau de . Le tube est blindé de façon à ne laisser sortir les qu'au niveau de la fenêtre de sortie, seule partie non blindée du tube. Néanmoins, les rayons X doivent traverser les parois du tube sous vide et le circuit de refroidissement de l'anode. Cette filtration inhérente modifie le spectre de rayons X car les photons de basse énergie sont davantage atténués. Un filtre additionnel, souvent en aluminium, est utilisé en radiologie pour davantage encore filtrer les de basse énergie qui exposeront inutilement le patient sans contribuer à l'image. Un diaphragme est utilisé pour donner une forme rectangulaire de taille réglable au faisceau de . Il est également possible de se servir d'un cône localisateur pour lui donner une forme circulaire. Un cas particulier est celui de l'Imagerie volumétrique par faisceau conique (ou Cône beam) qui grâce à une projection conique du rayonnement produit une image précise des tissus minéralisés (dents, cartilages, os) de la tête ou de petites parties du corps (poignets, chevilles) ou de la dispersion d'un produit de contraste avec possibilité de constituer un modèle 3D de la partie du corps observée.
En radiothérapie, des radiographies appelées images portales sont effectuées à l'aide des accélérateurs linéaires d'électrons produisant des jusqu'à .
Certaines radiographies industrielles de pièces métalliques d'épaisseur importante ne peuvent être réalisées qu'avec des photons de haute énergie, parfois de l'ordre du MeV. Les installations nécessaires à la production de rayons X de telles énergies sont encombrantes, les rayons gamma sont alors préférés. Les intervenants peuvent ainsi se déplacer en entreprise apportant avec eux un projecteur de source gamma pour réaliser des gammagraphies.
Formation de l'image radiographique vignette|L'atténuation des photons lors d'une radiographie dépend des structures traversées. Les photons diffusés sont atténués par la grille antidiffusante avant d'atteindre le détecteur. Les informations provenant des différentes structures traversées par le faisceau de rayonnements sont projetées sur un même plan pour former l'image. Par conséquent, il est souvent nécessaire de réaliser deux projections, à différentes incidences, pour pouvoir localiser une structure dans les trois dimensions de l'espace. Par exemple, en médecine, il s'agit fréquemment d'incidences de face et de profil. La loi d'atténuation des photons explique l'atténuation différentielle du faisceau à travers différentes structures, ce qui est à l'origine du contraste radiographique.