L'Intensificateur d'image Radiologique (IIR en abrégé) permet d'observer une image visible à partir de rayons-X traversant le corps d'un patient ou d'un objet. Il permet de réduire considérablement la dose de rayons X reçue par le patient comme par le radiologue, tout en permettant l'examen d'images de grande qualité. Il a été dans le passé incorporé à de nombreux équipements de diagnostic (imagerie médicale) en imagerie radiologique médicale (Radiographie). Il est appelé également Amplificateur de Brillance. Il est intégré dans les équipements d'imagerie radiologique, entre autres les système mobiles appelés "ampli de bloc" dans le milieu médical.
Définition C’est un tube électronique qui constitue à la fois un détecteur d’image à très faible niveau de bruit et un amplificateur à grand gain. Il délivre une image de luminance élevée, aisément exploitable, notamment en temps réel sur un écran de télévision (Fluoroscopie) quand il est associé à une caméra. L'image visible de l’IIR est environ plus lumineuse que celle qui serait obtenue en vision directe avec un simple écran radioscopique (Radioscopie).
Depuis les années 1950 jusqu'aux années 2000, il a été pratiquement le seul produit électronique qui a permis dans le domaine médical d'observer des images à partir de rayons X en temps réel et avec une faible dose de rayonnement. Il est en effet important de diminuer au maximum les doses de rayons-X reçues par les humains, car ces rayons sont dangereux pour la santé de ceux qui en reçoivent, ce qui est le cas du patient et du médecin, chirurgien, ou radiologue se trouvant à proximité du patient lors d'un tel examen. A ceci s'ajoutent un encombrement raisonnable, une mise en œuvre aisée et une très grande fiabilité. Il est depuis progressivement remplacé par des détecteurs rayons X plats à base de semi-conducteurs.
Description
Cet appareil, inclus dans l'équipement de radiologie, permet d'assurer la restitution d’une image visible à partir de rayons X ayant traversé le corps d’un patient. L'image de sortie, reprise par une caméra, est observée sur un écran de télévision par un radiologue ou bien par un chirurgien. Ceci soit en temps réel durant une opération, soit avant ou après l'opération, ou encore en différé à partir d'enregistrements d'images. alt=Intensificateur d'image radiologique utilisé en chirurgie|vignette|Intensificateur d'image radiologique utilisé en chirurgieLe flux de rayons X émis par un tube à rayons X (ou tube radiogène) est examiné après son passage à travers l’objet ou la personne à examiner (carte de densité de rayons X). Ce flux de rayons X est projetée sur l'écran détecteur (l'écran primaire scintillateur, à travers la fenêtre d'entrée du tube, généralement constituée par un dôme mince en aluminium, très transparent aux rayons X. Le scintillateur est le plus souvent réalisé en Iodure de Césium (CsI), déposé sur un support aluminium, sous forme de fines aiguilles pour optimiser le rendement de conversion RX en photons vs la résolution de l’image. Cet équipement permet ainsi d'obtenir une image radiologique de qualité tout en n'utilisant que de très faibles doses de rayons-X.
Principe de fonctionnement alt=Schéma IIR|vignette|Schéma de fonctionnement de l'intensificateur d'image radiologique Le flux de rayons X émis par un générateur arrive, après son passage à travers l'objet ou la personne, sur un écran scintillateur, l'écran primaire, à travers la fenêtre d'entrée du tube, généralement constituée par un dôme mince en aluminium, très transparent aux rayons X.
Le scintillateur est le plus souvent réalisé en Iodure de Césium (CsI). L'absorption de chaque photon X dans ce scintillateur de détection donne naissance à environ 1500 photons lumineux.
Une photocathode déposée directement sur le scintillateur est excitée par les photons lumineux et émet instantanément un faisceau d'électrons dans le vide, à partir du point d'absorption de chaque photon X.
Ces électrons sont accélérés et focalisés par l'optique électronique du tube sur un écran de luminophore (l'écran de sortie de l'IIR) où ils restituent une image visible de la carte de densité de rayons X incident sur l'entrée de l'IIR. La couleur verte de l'écran confère un maximum de visibilité à cette image, pour l’œil humain.
Le gain apporté par le tube IIR provient à la fois de la multiplication du nombre de photons X lors de la conversion X --> photons visibles dans le scintillateur, et de l'énergie communiquée aux électrons par leur accélération dans le vide, sous l'effet de la haute tension appliquée au tube (par exemple 30 kV).
Le dégrandissement de l'image entre le scintillateur de détection et l'écran de sortie permet d'augmenter la luminance de l'image de sortie. Par exemple un IIR 9 " a un écran d'entrée (scintillateur de détection) de 21.5 cm et un écran de sortie de 2.5 cm. Cette image est observée avec une caméra de télévision couplée à l'IIR
Des réglages des tensions appliquées aux électrodes du tube IIR permettent une fonction zoom en réalisant sur l'écran de sortie de l'IIR l'image d'une partie centrale du scintillateur.
L'utilisation de l'IIR dans le domaine médical, par les radiologues, est décrite dans l'article Radiographie. centré|vignette|429x429px|Table de radiologie utilisant 2 intensificateurs d'image radiologiques
Historique Les rayons X ont été découverts en 1895 par le physicien allemand Wilhelm Röntgen. L’usage des rayons X se répand dans le monde entier dès 1896. En 1897, la France se dote du premier laboratoire de radiologie grâce au docteur Antoine Béclère qui met en place, à ses frais, une installation radioscopique dans son service de médecine générale à l’hôpital Tenon. Une radioscopie du thorax des patients permet le dépistage systématique de la tuberculose. Il inaugure également des cours de radiologie médicale, persuadé que cette technique va devenir indispensable à la pratique médicale.
A Paris, la Maison Radiguet « exécute dans son laboratoire ou à domicile, à des prix modérés, les radiographies nécessaires à la conduite et à la vérification des opérations chirurgicales ». Parallèlement l’usage des rayons X se répand dans le grand public. On en vante les mérites pour de nombreuses utilisations dans une totale ignorance de la nocivité du rayonnement
Des démonstrations spectaculaires sont même proposées dans les fêtes foraines ! Cependant des cas de brûlure sont signalés dès novembre 1896. Pendant plus de quinze ans, les rayons X sont malgré tout utilisés en médecine sans précautions particulières, comme le montrent les photos d’époque. De nombreux radiologues souffrent de graves brûlures impliquant amputations, mutilations, voire décès. On commence alors à prendre au sérieux les brûlures cutanées et les cancers provoquées par le rayonnement. Des moyens de protection se mettent en place progressivement, tout en restant cependant insuffisants. Le patient et le radiologue restent exposés à une irradiation X importante, surtout dans le domaine chirurgical. Les interventions peuvent en effet durer longtemps et les mains du chirurgien sont gravement exposées.
Pendant la guerre de 1914-1918, sur l’impulsion de Marie Curie, les rayons X sont utilisés de façon intensive pour localiser et extraire les éclats d’obus des corps des blessés.
Au début des années 1950, la radiologie médicale s'impose pour la lutte contre la tuberculose et pour les examens cardiaques, mais le problème des brûlures sous rayons X demeure.
Les étapes historiques vers la solution du problème Afin de réaliser des dispositifs amplificateurs de la lumière, dans les années 1930, Lewis Koller à General Electric mit au point la première photocathode sensible à la lumière visible et au proche infra-rouge, et Hendik De Boer et Cornelis Teves travaillaient chez Philips pour associer une couche émissive d’électrons et un écran fluorescent.
C'est en 1937 que Irving Langmuir eut l’idée d’associer une couche scintillateur sensible aux rayons X avec une photocathode. Il déposa le brevet de l’amplificateur de luminance pour les rayons X. Mais personne ne savait encore réaliser industriellement un tel amplificateur. Dans la même période, un prototype d’intensificateur d’image équipé d'une photocathode sensible aux rayonnement visible et dans le proche infrarouge, est réalisé chez Philips. En Allemagne, le 3ème Reich impliqua AEG et Siemens pour réaliser des intensificateurs d'images lumineuses afin d'équiper des tanks Panther. Associés à des projecteurs infrarouge ces appareils permettaient une conduite en vision nocturne ce qui mit en difficultés les troupes alliées notamment lors de la contre offensive des Ardennes en décembre 1944. A la fin de la guerre, les armées occidentales s'équipent avec ce dispositif de vision nocturne.
En 1948, J.W. Coltman développe à Westinghouse, le premier intensificateur d’images radiologiques (IIR) avec un gain de 10, en ajoutant une couche scintillatrice sensible aux rayons X, couche précédant la photocathodeColtman J. W., Fluoroscopic image brightening by electronic means. Radiology 51: 359-366, 1948. Il est suivi de réalisations européennes par Philips, Siemens et Marconi au tout début des années 1950. Mais de grosses difficultés subsistent pour améliorer les performances car le scintillateur et la photocathode sont chimiquement incompatibles ce qui dégrade la qualité des images.
En 1950, en France, la Marine Nationale passe un contrat à la société Radio Industrie pour le développement d’un tube convertisseur d’image infrarouge de grand diamètre pour piloter les navires en sécurité par temps de brouillard. C’est à partir de ce tube qu’un jeune ingénieur français, Lucien Guyot, développe le premier Intensificateur d’Image Radiologique de grand gain. Il résout le problème technique de la compatibilité entre le scintillateur rayons X et la photocathode en séparant les deux couches par une mince lame de verre. Cette solution technique affecte légèrement la résolution de l'image, mais pour les radiologues de l’époque les priorités sont surtout de réduire la dose de rayons X tout en gardant un bon contraste d’imageinterview de Lucien Guyot - https://youtu.be/6C4tNT9_S0M.
C'est ainsi que dès 1951, Lucien Guyot réalise un produit commercial à la Sté RBV Radio Industrie avec un gain de 800 et un champ de 11 cm. Ce dispositif est utilisé par la société Massiot pour équiper sa première table radiologique avec intensificateur d'image radiologique nommée « Lynx »Perspectives d’avenir de la radiologie indirecte avec amplification de la luminance des images radiologiques, P. Truchot et J.J. Fournier, Société Française d’Electroradiologie Médicale, Compte rendu de la séance du 18 juin 1956, p.362-369. Elle sera présentée pour la 1ère fois au Congrès de Radiologie Européenne à Rome en 1954. C’est un progrès important qui permet les premières utilisations cliniques de ce dispositif par les radiologues.
En 1956 l'activité de Radio Industrie est reprise par la Compagnie Française Thomson Houston (CFTH). Le gain de l’amplificateur de brillance est porté à plus de 1000, ce qui permet de réduire d’autant la dose des rayons X et les problèmes de brulures liés à la sur-irradiation aux rayons X sur les patients et les médecinshttps://www.tedimage38.org/wp-content/uploads/2026/03/TH9400A.pdf. La radiologie électronique est née !
L'intensificateur d'image radiologique permet pour la première fois l'observation en direct et en temps réel d'une image très lumineuse et contrastée avec une faible dose d’exposition aux rayons X. Ce fut pourtant considéré au début, par certains, comme une curiosité de laboratoire jugée présenter trop de bruit spatial et temporel dans certains cas. En effet, suite au niveau élevé de brillance disponible, c'était la première fois que les radiologues pouvaient découvrir visuellement et en temps réel, la nature quantique des rayons X avec leur fluctuation associée (un seul photon X détecté par l'intensificateur devient visible à l'œil I).