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Chapitre 1 Histoire de l'imagerie médicale

F. Brunotte and P. Devred

L'histoire de l'imagerie médicale a à peine plus d'une centaine d'années (Tableau 1.1). Elle a comporté des va-et-vient permanents entre la physique, l'anatomie, la biologie, la chimie et les spécialités médicales qui soulignent son caractère profondément pluridisciplinaire. La liste des prix Nobel qui ont influencé cette spécialité est là pour en témoigner (Tableau 1.2).

Tableau 1.1 Sélection de quelques dates essentielles de l'évolution de l'imagerie

1895W.-C. Röntgen réalise la première image du squelette de la main de son épouse avec les rayons X
1897Premier laboratoire de radiologie créé par A. Béclère à l'hôpital Tenon (Paris)
1909Création par A. Béclère de la Société de radiologie médicale de Paris, devenue depuis Société française de radiologie en se séparant des physiciens : « Nul ne peut devenir un bon radiologiste sans être avant tout un bon clinicien »
1914Début de l'utilisation des produits de contraste opaques aux rayons X à base de bismuth, potasse, baryum pour le tube digestif et de sels d'argent pour les voies urinaires
1914–1918La radiologie contribue à la prise en charge des blessés au plus près des combats (voiturettes équipées à l'initiative de Marie Curie)
1918W.-E. Dandy réalise la première ventriculographie gazeuse par injection directe d'air dans les ventricules cérébraux
1920Début de l'utilisation du thorium (Thorotrast) comme produit de contraste qui se révélera plus tard être responsable de cancers hépatiques du fait de la radioactivité alpha du thorium
1921A. Bocage dépose le brevet du premier tomographe aux rayons X
1923 E.-D. Osborne utilise l'iodure de sodium pour opacifier les voies urinaires
1923G.-C. de Hevesy introduit le concept de traceur en montrant l'intérêt du plomb 210 pour suivre le devenir du plomb dans les plantes
1926H.-L. Blumgart s'injecte du bismuth 214 dans une veine du bras et mesure la vitesse sanguine
1927Introduction des dérivés iodés de la pyridone comme contraste pour l'urographie par M. Swick
1928 A.-E. Moniz, à Lisbonne publie les premières artériographies cérébrales à l'iodure de sodium par ponction carotidienne directe
1929W. Forssmann s'introduit un cathéter dans une veine du bras et le pousse jusqu'au cœur et ouvre ainsi la voie de la radiologie vasculaire
1932O. Chievitz et G.-C. de Hevesy suivent le métabolisme du phosphore à l'aide du phosphore 32 chez le rat
1936Inauguration à Hambourg du monument en l'honneur des pionniers de la radiologie victimes de cancers et de leucémies radio-induits : « à ceux qui ont sacrifié leur vie dans la lutte contre les maladies et ont été les pionniers d'une application féconde des rayons de Röntgen… immortelle est la gloire de ces morts »
1937J.-H. Lawrence utilise le phosphore 32 pour tenter de traiter une leucémie
1946S.-M. Seidlin traite des métastases d'un cancer thyroïdien par l'iode 131 (131I)
1950B. Cassen introduit le premier dispositif d'imagerie par scintigraphie, le scanner rectilinéaire
1952J.-J. Wild, L. Leksell et I. Edler utilisent pour la première fois les ultrasons pour l'étude du cœur. S.-I. Seldinger développe l'abord percutané des artères périphériques pour la radiologie vasculaire
1957Invention de la gamma-caméra par H.-O. Anger à Berkeley
1958L'Anglais I. Donald réalise la première échographie de l'utérus
1958W.-D. Tucker et M.-W. Greene décrivent le générateur de 99mTc au Brookhaven National Laboratory
1960Premières embolisations de malformations vasculaires en neuroradiologie par S. Wallace, R. Djindjian et J.-J. Merland
1962Le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) en France est le deuxième client du générateur de technétium après Chicago
1963D.-E. Kuhl introduit la tomographie d'émission monophotonique
1972L'Anglais G.-N. Hounsfield et l'Américain A.-M. Cormack inventent le scanner X
1971–1973Les Américains R. Damadian et P.-C. Lauterbur réalisent les premières images d'IRM
1973M.-E. Phelps et E.-J. Hoffman introduisent le premier appareil de tomographie par émission de positons (TEP)
1975Début de la diffusion de l'échographie médicale. A. Gruentzig crée le cathéter de dilatation vasculaire par ballonnet
1976Premier scanner X installé en France (Marseille)
1976A. Alavi injecte du fluorodésoxyglucose marqué au fluor 18 (18F-FDG) pour la première fois à un homme
1980Commercialisation des premières IRM
1983Premiers essais cliniques du DTPA-Gd comme agent de contraste en IRM
1985Premières endoprothèses vasculaires (stent)
2000T. Beyer et D.-W. Townsend introduisent l'imagerie hybride couplant TEP et scanner X
2010Introduction de l'imagerie couplant TEP et IRM

Tableau 1.2 Prix Nobel en lien avec l'imagerie

1901W.-C. Röntgen (Allemagne), physique, en reconnaissance des services extraordinaires qu'il a rendus en découvrant les remarquables rayons qui ont été nommés par la suite en son honneur
1903A.-H. Becquerel, P. Curie, M. Curie (France), physique, en témoignage des services extraordinaires rendus par la découverte de la radioactivité spontanée et les phénomènes radiatifs
1911M. Curie (France), chimie, en reconnaissance des services pour l'avancement de la chimie par la découverte de nouveaux éléments : le radium (Ra) et le polonium, par l'étude de leur nature et de leurs composés
1935F. Joliot et I. Joliot-Curie (France), chimie en reconnaissance de la synthèse de nouveaux éléments radioactifs
1943G.-C. de Hevesy (Suède), chimie, pour son travail dans le domaine des traceurs radioactifs
1944I.-I. Rabi (États-Unis), physique pour sa méthode de résonance servant à enregistrer les propriétés magnétiques du noyau atomique
1946H.-J. Muller (États-Unis), physiologie et médecine, pour ses recherches sur les mutations induites par les rayons X
1949A.-E. Moniz (Portugal), physiologie et médecine, pour le développement de la leucotomie préfrontale (lobotomie) appliquée au traitement de certaines psychoses et troubles mentaux (inventeur de l'artériographie cérébrale)
1952F. Bloch et E.-M. Purcell (États-Unis), physique pour leur développement de nouvelles méthodes de mesures magnétiques nucléaires fines et les découvertes qui en ont découlé
1956A.-F. Cournand (États-Unis), W. Forssmann (Allemagne), D.-W. Richards (États-Unis), physiologie et médecine pour leur découverte concernant le cathétérisme cardiaque et les changements pathologiques dans le système circulatoire
1979A.-M.Cormack (États-Unis), G.-N. Hounsfield (Royaume-Uni), physiologie et médecine pour la production d'images tomographiques en imagerie par rayons X
1991R.-R. Ernst (Suisse), chimie pour ses contributions au développement de la méthodologie de la spectroscopie de la résonance magnétique nucléaire à haute définition
1992G. Charpak (France), physique pour son invention et le développement de détecteurs de particules, en particulier la chambre « multifils »
2003P.-C. Lauterbur (États-Unis), P. Mansfield (Royaume-Uni), physiologie et médecine pour leurs découvertes concernant l'imagerie par résonance magnétique

Si les tout-débuts de son développement ont mis en danger médecins et patients en raison de la nocivité des rayons X, de certains produits de contraste comme le Thorotrast (produit de contraste à base de thorium, composé radioactif utilisé dans les années 1930–1940, qui s'est révélé par la suite cancérigène) ou de certaines techniques, l'imagerie permet aujourd'hui une approche morphologique et fonctionnelle remarquable du corps humain, le plus souvent de manière simple et sans risque.

Ces progrès ont changé l'approche des maladies. Prenons l'exemple du diagnostic des tumeurs cérébrales. L'arrivée des rayons X permit seulement de les mettre en évidence par l'intermédiaire de leur retentissement osseux ou des calcifications qu'elles contenaient. L'idée d'utiliser les agents de contraste apparut donc rapidement. D'abord par un contraste négatif grâce à l'injection d'air dans les espaces liquidiens du cerveau (douloureux) puis par injection de contraste dans les carotides sous anesthésie générale après dénudation chirurgicale de la carotide. En dépit de ses progrès, l'artériographie restait agressive et, à partir de 1950, la médecine nucléaire occupa le terrain de l'imagerie sans danger pour le patient avec la fluorescéine marquée à l'iode, le mercure 203 et surtout l'acide diéthylène triamine penta acétique (DTPA) marqué au technétium 99 m (99mTc) qui régna comme la méthode de référence jusqu'au développement explosif du scanner X (ou tomodensitométrie [TDM]) à partir de 1971. Depuis la fin des années 1980, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) avec le DTPA-gadolinium (Gd) est devenue la méthode de référence de l'imagerie des tumeurs cérébrales.

Ainsi, l'imagerie n'est pas figée et des techniques qui paraissaient incontournables comme l'urographie intraveineuse, les opacifications digestives, ou certaines scintigraphies ont quasiment disparu, remplacées par l'échographie, la TDM, l'IRM, et de nouveaux radiopharmaceutiques en médecine nucléaire.

Chaque technique a ses domaines d'excellence : les ultrasons sont irremplaçables aujourd'hui dans le suivi des grossesses ou en cardiologie, la TDM et l'IRM ont chacune leur place en neuroradiologie et dans l'ensemble de l'imagerie, la médecine nucléaire s'est affirmée pour l'approche moléculaire des maladies et de leur traitement, etc.

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