Des scientifiques russes améliorent la qualité de l'imagerie par rayons X grâce à des grilles en tungstène imprimées en 3D, ce qui pourrait réduire l'exposition des patients aux radiations

Le service de presse du ministère russe de l'Éducation et des Sciences a récemment annoncé qu'une équipe de recherche russe avait fabriqué, grâce à la technologie d'impression 3D, une grille anti-diffusion en tungstène pour appareils à rayons X, dont l'épaisseur des cloisons ne représente qu'un tiers de celle des produits similaires. Les chercheurs estiment que cette avancée pourrait permettre de réduire l'exposition aux radiations des patients lors des examens par rayons X, tout en préservant la qualité des images médicales.

Au cours de l'imagerie par rayons X, une partie des rayons traversant les tissus humains subit une diffusion, formant un bruit de fond qui affaiblit le contraste de l'image. Les équipements cliniques utilisent généralement des grilles anti-diffusion pour supprimer ce type d'interférence. Les grilles anti-diffusion traditionnelles sont souvent fabriquées en plomb, mais ce matériau présente une faible résistance mécanique et exige des procédés de fabrication complexes, ce qui conduit souvent à des structures plus épaisses qui absorbent également une partie des rayons utiles à l'imagerie.

Des chercheurs de l'Université nationale des sciences et technologies de Russie (NUST MISIS), de l'Institut de recherche nucléaire de l'Académie des sciences de Russie, du Centre national de recherche Kourtchatov et de l'Université polytechnique de Moscou ont proposé d'utiliser la technologie de fusion laser sélective de poudre de tungstène micrométrique pour fabriquer des structures de grilles à parois minces. La densité élevée du tungstène permet de rendre les cloisons plus fines ; parallèlement, l'équipe de recherche a conçu les canaux de la grille selon une géométrie convergente alignée sur la direction du faisceau de rayons X, afin de supprimer plus efficacement le rayonnement diffusé tout en minimisant l'impact sur le faisceau principal.

Stanislav Chernikhine, directeur du laboratoire de fabrication additive de la NUST MISIS, a indiqué que l'équipe avait testé cette grille dans des conditions proches du diagnostic réel. Ils ont réalisé une imagerie par rayons X sur un modèle de la région pelvienne humaine, avec des marqueurs de test à identifier dans l'image. Les résultats montrent que, sans grille anti-diffusion, l'image est principalement recouverte par le bruit de fond et les ombres des marqueurs sont presque impossibles à distinguer ; avec la grille en tungstène, les marqueurs correspondants apparaissent clairement.

Les chercheurs ont également noté que la grille anti-diffusion elle-même peut laisser des ombres sur l'image radiographique. Igor Tchatchkov, ingénieur au centre d'interaction et de coopération avec les grandes infrastructures scientifiques de la NUST MISIS, a indiqué que l'équipe avait utilisé la méthode de transformée de Fourier rapide pour le traitement numérique des images, parvenant à éliminer les ombres de la grille sans perte d'informations diagnostiques. Cette méthode de traitement peut également être appliquée aux filtres anti-diffusion traditionnels en plomb.

L'équipe de recherche a souligné que, lors des examens des zones denses du corps humain, l'effet du rayonnement diffusé sur la qualité de l'image est plus marqué ; des grilles anti-diffusion en tungstène plus fines pourraient donc présenter une valeur accrue dans ce type de scénarios cliniques. Les résultats de ces travaux ont été publiés dans les Actes de l'Institut de physique Lebedev.