How X-rays see through your skin - Ge Wang

Comment les rayons X voient à travers votre peau - Ge Wang

Traducteur: Marie Haupt Relecteur: Gabriel Tallineau

In 1895, a physicist named Wilhelm Roentgen

En 1895, un physicien appelé Wilhelm Roentgen

was doing experiments with a cathode tube,

faisait des expériences avec un tube cathodique,

a glass container in which a beam of electrons lights up a fluorescent window.

un récipient en verre dans lequel un rayon d'électrons éclaire un écran fluorescent.

Il avait enroulé du carton autour du tube

He had wrapped cardboard around the tube

to keep the fluorescent light from escaping,

pour empêcher la lumière fluorescente de s'échapper,

when something peculiar happened.

quand quelque chose de bizarre se produisit.

Another screen outside the tube was glowing.

Un autre écran en dehors du tube rayonnait.

In other words, invisible rays had passed through the cardboard.

En d'autres termes, des rayons invisibles avaient traversé le carton.

Wilhelm had no idea what those rays were, so he called them X-rays,

Wilhelm ne savait pas ce qu'étaient ces rayons, alors il les nomma rayons X,

and his discovery eventually won him a Nobel Prize.

et sa découverte lui a valu par la suite un prix Nobel.

Here's what we now know was happening.

Voici ce qui s'est vraiment passé.

When high energy electrons in the cathode tube

Quand des électrons de haute énergie du tube cathodique

hit a metal component,

heurtent un composant en métal,

ils sont soit ralentis et libérent leur énergie en trop,

they either got slowed down and released extra energy,

or kicked off electrons from the atoms they hit,

ou bien ils ont éjecté des électrons provenant des atomes qu'ils ont heurtés,

which triggered a reshuffling that again released energy.

ce qui a provoqué un remaniement qui a également libéré de l'énergie.

In both cases, the energy was emitted in the form of X-rays,

Dans les deux cas, l'énergie a été émise sous forme de rayons X,

which is a type of electromagnetic radiation

une sorte de rayonnement électromagnétique

with higher energy than visible light, and lower energy than Gamma rays.

avec une énergie supérieure à la lumière, mais inférieure à celle des rayons gamma.

X-rays are powerful enough to fly through many kinds of matter

Les rayons X sont assez puissants pour traverser beaucoup de matériaux

as if they are semi-transparent,

comme s'ils étaient presque transparents,

and they're particularly useful for medical applications

et ils sont particulièrement utiles pour des applications médicales

because they can make images of organs, like bones, without harming them,

parce qu'ils peuvent faire des images des organes comme les os, sans les abîmer,

although they do have a small chance

bien qu'ils aient une petite chance

of causing mutations in reproductive organs,

de causer des mutations dans les organes reproducteurs,

and tissues like the thyroid,

et les tissus comme la thyroïde,

which is why lead aprons are often used to block them.

c'est pourquoi on utilise souvent des tabliers en cuir pour les bloquer.

When X-rays interact with matter, they collide with electrons.

Quand les rayons X interagissent avec la matière, ils heurtent des électrons.

Sometimes, the X-ray transfers all of its energy to the matter and gets absorbed.

Parfois, le rayon X transfère toute son énergie à la matière et se fait absorber.

Other times, it only transfers some of its energy,

À d'autres moments, il transfère seulement une partie de son énergie,

and the rest is scattered.

et le reste est dispersé.

The frequency of these outcomes

La fréquence de ces phénomènes

depends on how many electrons the X-rays are likely to hit.

dépend de combien d'électrons les rayons X sont susceptibles de heurter.

Collisions are more likely if a material is dense,

Les collisions sont plus probables si un matériau est dense,

or if it's made of elements with higher atomic numbers,

ou s'il est composé d'éléments avec un nombre atomique élevé,

which means more electrons.

ce qui signifie qu'ils ont plus d'électrons.

Bones are dense and full of calcium, which has a relatively high atomic number,

Les os sont denses et pleins de calcium, qui a un nombre atomique assez élevé,

so they absorb X-rays pretty well.

donc ils absorbent assez bien les rayons X.

Soft tissue, on the other hand, isn't as dense,

Le tissu mou, au contraire, n'est pas aussi dense,

and contains mostly lower atomic number elements,

et contient souvent des éléments avec un nombre atomique faible,

like carbon, hydrogen, and oxygen.

comme le carbone, l'hydrogène, et l'oxygène.

So more of the X-rays penetrate tissues like lungs and muscles,

La plupart des rayons X traversent les tissus comme les poumons, les muscles,

darkening the film.

et obscurcissent le film.

These 2-D pictures are only useful up to a point, though.

Ces images ne sont utiles que jusqu'à un certain point, cependant.

When X-rays travel through the body,

Quand les rayons X traversent le corps,

they can interact with many atoms along the path.

ils peuvent interagir avec beaucoup d'atomes le long du chemin.

What is recorded on the film reflects the sum of all those interactions.

Ce qui est enregistré sur le film reflète la somme de toutes ces interactions.

It's like trying to print 100 pages of a novel on a single sheet of paper.

C'est comme essayer d'imprimer 100 pages d'un roman sur une seule feuille.

To see what's really going on,

Pour voir ce qui se passe vraiment,

you would have to take X-ray views from many angles around the body

on doit prendre des images aux rayons X sous des angles différents

and use them to construct an internal image.

et les utiliser pour construire une image interne.

Et c'est ce que les médecins font tout le temps

And that's something doctors do all the time

in a procedure called a CT, Computed Tomography scan,

avec un procédé appelé TDM, ou tomodensitométrie,

another Nobel Prize winning invention.

une autre invention ayant gagné un prix Nobel.

Think of CT like this.

Imaginez la TDM comme ça :

With just one X-ray,

avec juste un rayon X,

you might be able to see the density change due to a solid tumor in a patient,

vous pouvez voir le changement de densité dû à une tumeur dans un patient,

but you wouldn't know how deep it is beneath the surface.

mais vous ne pourriez pas savoir à quelle profondeur elle est.

However, if you take X-rays from multiple angles,

Cependant, si vous prenez des images depuis différents angles,

you should be able to find the tumor's position and shape.

vous devriez pouvoir trouver la position et la forme de la tumeur.

A CT scanner works by sending a fan or cone of X-rays through a patient

Un module de TDM travaille en envoyant un cône de rayons X à travers un patient

to an array of detectors.

en direction d'une rangée de détecteurs.

The X-ray beam is rotated around the patient,

Le faisceau de rayons X tourne autour du patient,

and often also moved down the patient's body,

et se déplace également vers le bas du corps du patient,

with the X-ray source tracing a spiral trajectory.

la source de rayons X décrit une trajectoire en spirale.

Spiral CT scans produce data that can be processed into cross sections

Le balayage en spirale produit des données exploitables en sections transversales

detailed enough to spot anatomical features, tumors,

assez détaillées pour trouver des caractéristiques anatomiques,

blood clots, and infections.

des tumeurs, des caillots de sang, et des infections.

CT scans can even detect heart disease and cavities

Les TDM peuvent même détecter les maladies cardiaques et les caries

in mummies buried thousands of years ago.

dans des momies enterrées il y a des milliers d'années.

So what began as Roentgen's happy accident has become a medical marvel.

L'heureux incident de Roentgen est devenu une merveille médicale.

Hospitals and clinics now conduct over 100 millions scans each year worldwide

Les hôpitaux pratiquent maintenant plus de 100 millions de TDM tous les ans

dans le monde entier pour traiter des maladies et sauver des vies.

to treat diseases and save lives.