Guide pratique pour la réduction de dose - Siemens Healthcare
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<strong>Gui<strong>de</strong></strong> <strong>pratique</strong><br />
<strong>pour</strong> <strong>la</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong><br />
Answers for life. *<br />
* Des réponses <strong>pour</strong> <strong>la</strong> vie
<strong>Gui<strong>de</strong></strong> <strong>pratique</strong><br />
<strong>pour</strong> <strong>la</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong>
AVANT-PROPOS<br />
Avant-propos<br />
Cher lecteur,<br />
Aujourd’hui, les rayonnements et <strong>la</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s d’irradiation figurent<br />
incontestablement parmi les principaux sujets <strong>de</strong> controverses dans le domaine <strong>de</strong> l’imagerie<br />
médicale, faisant naître <strong>de</strong>s incertitu<strong>de</strong>s auprès <strong>de</strong>s patients et obligeant les professionnels<br />
<strong>de</strong> santé à justifier précisément les protocoles mis en œuvre <strong>pour</strong> les examens d’imagerie.<br />
Les débats publics, principalement aux États-Unis mais également dans d’autres pays à travers<br />
le mon<strong>de</strong>, ne font qu’alimenter les sources d’inquiétu<strong>de</strong> qui se sont développées autour <strong>de</strong><br />
ces questions.<br />
Lea<strong>de</strong>r <strong>de</strong> l’innovation dans le secteur <strong>de</strong> <strong>la</strong> santé, <strong>Siemens</strong> jouit d’une vaste expérience dans<br />
les technologies permettant <strong>de</strong> réduire les <strong>dose</strong>s d’irradiation. Une gran<strong>de</strong> partie <strong>de</strong> nos<br />
activités <strong>de</strong> recherche et développement se consacre aux techniques visant à diminuer ces<br />
<strong>dose</strong>s sans nuire à <strong>la</strong> qualité <strong>de</strong>s images ni à l’efficacité <strong>de</strong>s examens cliniques.<br />
Ce gui<strong>de</strong>, concis et néanmoins complet, synthétise les connaissances en <strong>la</strong> matière.<br />
Il est conçu <strong>pour</strong> ai<strong>de</strong>r les professionnels <strong>de</strong> santé à se tenir informés <strong>de</strong>s avancées <strong>de</strong><br />
l’imagerie diagnostique et, plus spécifiquement, découvrir les possibilités <strong>de</strong> <strong>réduction</strong><br />
<strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s proposées par <strong>Siemens</strong>, ainsi que leurs avantages, tant <strong>pour</strong> les patients que<br />
<strong>pour</strong> les opérateurs.<br />
2
AVANT-PROPOS<br />
Les systèmes d’imagerie, comme le scanner SOMATOM® Definition F<strong>la</strong>sh,<br />
le scanner TEP/TDM Biograph mCT et les solutions d’angiographie Artis zee®,<br />
sont décrits <strong>de</strong> manière c<strong>la</strong>ire et précise dans ce gui<strong>de</strong> afin <strong>de</strong> sensibiliser<br />
les professionnels novices dans ce domaine, tout comme ceux qui exercent<br />
<strong>de</strong> longue date, aux questions liées aux <strong>dose</strong>s d’irradiation.<br />
Nous espérons que ce gui<strong>de</strong> vous ai<strong>de</strong>ra au quotidien à prendre <strong>de</strong>s décisions<br />
éc<strong>la</strong>irées sur les <strong>dose</strong>s à appliquer ainsi qu’à expliquer les procédures<br />
d’imagerie médicale aux patients, <strong>de</strong> plus en plus au fait <strong>de</strong> tout ce qui<br />
touche à leur santé.<br />
Nous souhaitons que <strong>la</strong> lecture <strong>de</strong> ce gui<strong>de</strong> soit <strong>pour</strong> vous à <strong>la</strong> fois<br />
intéressante et instructive.<br />
Sincèrement,<br />
Bernd Montag<br />
CEO Imaging & Therapy Systems<br />
<strong>Siemens</strong> <strong>Healthcare</strong><br />
3
SOMMAIRE<br />
Sommaire<br />
I. Principes du rayonnement 6<br />
I.A. Les rayonnements – Définition 8<br />
1. Historique 8<br />
2. Quelques notions <strong>de</strong> physique 9<br />
3. Sources naturelles <strong>de</strong> rayonnements 13<br />
4. Rayons X et principes <strong>de</strong> fonctionnement d’un tube à rayons X 14<br />
5. Radionucléi<strong>de</strong>s et traceurs radioactifs 16<br />
I.B. Effets biologiques du rayonnement 18<br />
1. Effets biologiques à court et long terme 18<br />
2. Dose d‘irradiation absorbée 21<br />
3. Dose d‘irradiation équivalente / efficace 21<br />
II.<br />
Défis propres aux modalités<br />
Les solutions <strong>Siemens</strong> 26<br />
II.A. Tomo<strong>de</strong>nsitométrie 26<br />
1. Doses et risques liés à l’irradiation en tomo<strong>de</strong>nsitométrie 26<br />
2. Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en tomo<strong>de</strong>nsitométrie 40<br />
3. Tomo<strong>de</strong>nsitométrie pédiatrique 60<br />
II.B. Utilization Management - Un service proactif<br />
<strong>pour</strong> les scanners SOMATOM Definition 62<br />
4
SOMMAIRE<br />
II.C. Imagerie molécu<strong>la</strong>ire – Mé<strong>de</strong>cine nucléaire 64<br />
1. Doses et risques liés à l’irradiation en imagerie molécu<strong>la</strong>ire – mé<strong>de</strong>cine nucléaire 64<br />
2. Technologies <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en TEP•TDM 66<br />
3. Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en SPECT 73<br />
II.D. Angiographie 80<br />
1. Doses et risques liés à l’irradiation en angiographie 80<br />
2. Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en angiographie 90<br />
3. Radioprotection du personnel médical en angiographie 106<br />
II.E. Applications cliniques spécifiques 110<br />
1. Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en mammographie 110<br />
2. Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en chirurgie 114<br />
3. Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en urologie 116<br />
Conclusion 120<br />
III. Glossaire 121<br />
5
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
I. Principes du rayonnement<br />
En imagerie médicale, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation fait désormais l’objet <strong>de</strong> nombreux débats publics<br />
et techniques. Le recours à l’imagerie médicale s’est considérablement renforcé au fil <strong>de</strong>s<br />
années en raison <strong>de</strong>s vies qu’elle permet <strong>de</strong> sauver.<br />
Aux États-Unis, par exemple, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong> rayonnements annuelle par personne due à une<br />
exposition <strong>pour</strong> raisons médicales a grimpé <strong>de</strong> 0,53 à 3,1 mSv au cours <strong>de</strong>s trente <strong>de</strong>rnières<br />
années (figure 1). La tomo<strong>de</strong>nsitométrie ou scanographie, fait l’objet <strong>de</strong> toutes les attentions<br />
dans <strong>la</strong> mesure où elle constitue <strong>la</strong> principale source d’exposition. Le niveau d’irradiation<br />
résultant d’examens d’imagerie médicale est actuellement du même ordre que celui dû à <strong>de</strong>s<br />
sources <strong>de</strong> rayonnements naturelles, qui atteint 3,1 mSv par an. Cette tendance s’observe dans<br />
tous les pays industrialisés et <strong>de</strong>vrait progressivement se propager à toutes les régions du<br />
mon<strong>de</strong>.<br />
Lea<strong>de</strong>r <strong>de</strong> l’innovation en matière <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong>, <strong>Siemens</strong> a <strong>de</strong>puis longtemps mis<br />
en œuvre une approche globale vis-à-vis <strong>de</strong> tous les aspects <strong>de</strong> l’imagerie diagnostique et<br />
interventionnelle : CARE (Combinaison d’Applications <strong>pour</strong> <strong>la</strong> Réduction <strong>de</strong> l’Exposition à <strong>la</strong><br />
<strong>dose</strong>). Aujourd’hui, l’approche CARE <strong>de</strong> <strong>Siemens</strong> rassemble un <strong>la</strong>rge éventail <strong>de</strong> technologies<br />
et d’applications <strong>de</strong> pointe répondant aux besoins <strong>de</strong>s patients et <strong>de</strong>s mé<strong>de</strong>cins en termes <strong>de</strong><br />
<strong>dose</strong> <strong>de</strong> rayonnements adéquate tout en garantissant <strong>de</strong>s résultats optimaux dans le cadre du<br />
diagnostic et <strong>de</strong>s procédures interventionnelles.<br />
Parallèlement, <strong>Siemens</strong> considère <strong>la</strong> formation comme un élément incontournable. Seuls <strong>de</strong>s<br />
mé<strong>de</strong>cins correctement formés sont en mesure <strong>de</strong> mettre en ba<strong>la</strong>nce les risques potentiels<br />
et les avantages <strong>de</strong> l’utilisation du rayonnement ionisant et <strong>de</strong> tirer pleinement parti <strong>de</strong>s<br />
technologies <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> disponibles.<br />
Ce gui<strong>de</strong> a <strong>pour</strong> vocation <strong>de</strong> vous présenter <strong>de</strong>s notions fondamentales complètes sur les<br />
principes physiques <strong>de</strong>s rayonnements, les modèles <strong>de</strong> risques et les technologies <strong>de</strong> <strong>réduction</strong><br />
<strong>de</strong> <strong>dose</strong>.<br />
6
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
1980 2006<br />
Rayonnement<br />
médical 0,53<br />
Radiologie<br />
Autre 0,05 interventionnelle 0,4 Autre 0,14<br />
Radiographie<br />
diagnostique 0,3<br />
Mé<strong>de</strong>cine<br />
nucléaire 0,8<br />
Scanner 1,5<br />
Rayonnement naturel 2,4 Rayonnement naturel 3,1<br />
Fig. 1:<br />
Répartition <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> annuelle par personne en mSv et évolution entre<br />
1980 et 2006 aux États-Unis (exemple représentatif <strong>de</strong> <strong>la</strong> tendance <strong>de</strong>s<br />
pays industrialisés). 1<br />
1<br />
Sources and Effects of Ionizing Radiation, rapport UNSCEAR 2008. Comité scientifique<br />
<strong>de</strong>s Nations-Unies <strong>pour</strong> l’étu<strong>de</strong> <strong>de</strong>s effets <strong>de</strong>s rayonnements ionisants, New York, 2010.<br />
7
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
I.A. Les rayonnements – Définition<br />
Cette section retrace brièvement l’histoire <strong>de</strong> <strong>la</strong> découverte et <strong>de</strong><br />
l’utilisation <strong>de</strong>s rayons X et d’autres rayonnements ionisants.<br />
Elle présente les principes <strong>de</strong> fonctionnement du tube à rayons X<br />
dans un contexte médical.<br />
1. Historique<br />
Wilhelm Röntgen, physicien allemand né le 27 mars 1845, a découvert le 8 novembre 1895<br />
un rayonnement connu aujourd’hui sous le nom <strong>de</strong> rayons X ou rayons Röntgen. Au cours <strong>de</strong><br />
l’année 1895, Wilhelm Röntgen étudiait les rayonnements émis par différents tubes à vi<strong>de</strong><br />
(ancêtres <strong>de</strong> ceux utilisés <strong>pour</strong> <strong>la</strong> fabrication <strong>de</strong>s téléviseurs c<strong>la</strong>ssiques) lorsqu’ils étaient<br />
traversés par une décharge électrique. Il fit notamment cette expérience en utilisant un tube<br />
doté d’une “fenêtre” d’aluminium qui <strong>la</strong>issait passer <strong>la</strong> lumière tout en maintenant le vi<strong>de</strong><br />
nécessaire. Un jour, il couvrit cette fenêtre avec du carton afin d’empêcher <strong>la</strong> lumière <strong>de</strong> passer.<br />
Il remarqua alors que, malgré le carton, une fluorescence apparaissait sur un petit écran posé<br />
par hasard un peu plus loin.<br />
Wilhelm Röntgen supposa, à juste titre, qu’un type <strong>de</strong> rayonnement inconnu était à l’origine <strong>de</strong><br />
ce phénomène. Durant les semaines suivantes, il mangea et dormit dans son <strong>la</strong>boratoire <strong>pour</strong><br />
étudier sans interruption les diverses propriétés <strong>de</strong> ces nouveaux rayons, qu’il appe<strong>la</strong> rayons X.<br />
Un jour, alors qu’il observait <strong>la</strong> faculté <strong>de</strong> différents matériaux à bloquer les rayons, Wilhelm<br />
Röntgen vit <strong>la</strong> première radiographie : l’image fantomatique et tremblotante <strong>de</strong> son propre<br />
squelette, projetée sur un écran spécial.<br />
À cet instant, il décida <strong>de</strong> <strong>pour</strong>suivre ses expériences en secret, car il craignait <strong>pour</strong> sa<br />
réputation professionnelle si ses hypothèses se révé<strong>la</strong>ient erronées.<br />
8
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
Finalement, en décembre 1895, convaincu par ses observations, il publia un article intitulé<br />
"Sur un nouveau type <strong>de</strong> rayons". 2 Aujourd’hui, Wilhelm Röntgen est considéré comme le père<br />
du radiodiagnostic, <strong>la</strong> spécialité médicale qui consiste à utiliser l’imagerie <strong>pour</strong> diagnostiquer<br />
<strong>de</strong>s pathologies.<br />
Les rayonnements<br />
Définition<br />
Un an plus tard, en 1896, le physicien Henri Becquerel découvrait que les sels d’uranium<br />
émettaient <strong>de</strong>s rayons présentant un pouvoir <strong>de</strong> pénétration semb<strong>la</strong>ble à celui <strong>de</strong>s rayons X.<br />
Il démontra que ce rayonnement ne dépendait pas d’une source d’énergie extérieure, mais<br />
semb<strong>la</strong>it émis spontanément par l’uranium lui-même. Henri Becquerel avait ainsi découvert<br />
<strong>la</strong> radioactivité. Plus tard, Marie Curie, une jeune physicienne polonaise travail<strong>la</strong>nt avec<br />
Henri Becquerel, mit au jour d’autres éléments radioactifs (le polonium et le radium) et formu<strong>la</strong><br />
l’hypothèse <strong>de</strong> <strong>la</strong> théorie <strong>de</strong> <strong>la</strong> radioactivité (terme dont elle est l’auteure 3 ), expliquant <strong>pour</strong>quoi<br />
certains éléments per<strong>de</strong>nt <strong>de</strong> l’énergie sous forme <strong>de</strong> rayonnement, se transformant<br />
spontanément et se "désintégrant" au fil <strong>de</strong>s années. Elle conduisit également les premières<br />
étu<strong>de</strong>s sur l’utilisation <strong>de</strong> substances radioactives dans le traitement du cancer.<br />
2. Quelques notions <strong>de</strong> physique<br />
Le terme rayonnement, du grec "radius", désigne toute forme d’énergie émise et diffusée dans<br />
toutes les directions à partir d’une source centrale. Lorsque l’on jette une pierre dans une mare<br />
d’eau stagnante, les vagues (énergie cinétique) se meuvent en cercles jusqu’aux rives <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
mare, où certaines sont réfléchies et d’autres absorbées. De même, lorsque l’on s’expose au<br />
soleil, <strong>la</strong> lumière et <strong>la</strong> chaleur que l’on perçoit sont dues à <strong>de</strong>s on<strong>de</strong>s électromagnétiques<br />
transportant l’énergie du soleil, qui se propagent sous forme <strong>de</strong> cercles dans toutes les<br />
directions, et sont absorbées ou partiellement réfléchies par les objets qu’elles rencontrent.<br />
2<br />
Röntgen W. Ueber eine neue Art von Strahlen. Sitzungsberichte <strong>de</strong>r Wuerzburger Physik.-medic.<br />
Gesellschaft, Wuerzburg, 1895.<br />
3<br />
Robert R. Marie Curie. New American Library, New York, 1974, p. 184.<br />
9
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
Les on<strong>de</strong>s électromagnétiques font partie <strong>de</strong>s phénomènes les plus intéressants et les plus<br />
complexes <strong>de</strong> <strong>la</strong> physique. Pour simplifier, on peut se les représenter comme <strong>de</strong>s particules<br />
(photons) traversant l’espace et <strong>la</strong> matière en suivant une trajectoire ondu<strong>la</strong>nte comparable<br />
au mouvement d’un serpent. Elles portent une certaine quantité d’énergie, qui est inversement<br />
proportionnelle à <strong>la</strong> longueur d’on<strong>de</strong> (figure 2).<br />
Aujourd’hui, nous utilisons les on<strong>de</strong>s électromagnétiques à longueur <strong>de</strong> journée.<br />
La vie sans télévision, radio ou téléphone portable nous paraît presque inconcevable.<br />
Or le rayon électromagnétique constitue <strong>la</strong> base <strong>de</strong> <strong>la</strong> technologie <strong>de</strong> ces appareils,<br />
et <strong>de</strong> bien d’autres encore.<br />
Lorsque les on<strong>de</strong>s électromagnétiques traversent <strong>la</strong> matière, une partie <strong>de</strong> leur énergie<br />
est absorbée par ses atomes. Selon l’énergie transportée, et donc <strong>la</strong> longueur d’on<strong>de</strong> du<br />
rayonnement électromagnétique, il arrive que les atomes per<strong>de</strong>nt <strong>de</strong>s électrons, changeant<br />
ainsi <strong>de</strong> structure et acquérant une charge électrique (figure 3). Ce phénomène s’appelle<br />
l’ionisation. Le rayonnement électromagnétique n’est pas nécessairement ionisant :<br />
par exemple, <strong>la</strong> lumière visible du soleil, dont <strong>la</strong> longueur d’on<strong>de</strong> est comprise entre 800 nm<br />
et 400 nm, n’est pas ionisante. Seuls les rayonnements dont <strong>la</strong> longueur d’on<strong>de</strong> est inférieure<br />
à 248 nm, ce qui correspond à un niveau d’énergie <strong>de</strong> 5 eV (électron-volts), tels que les rayons<br />
UV et les rayons X, sont ionisants et peuvent altérer ou endommager les tissus vivants en<br />
modifiant l’ADN.<br />
Champ électrique<br />
Longueur d’on<strong>de</strong><br />
Champ magnétique<br />
Direction <strong>de</strong> propagation<br />
Fig. 2<br />
Schéma représentant une on<strong>de</strong> électromagnétique se propageant à travers<br />
l’espace. Plus <strong>la</strong> longueur d’on<strong>de</strong> est courte, plus l’énergie portée par l’on<strong>de</strong><br />
électromagnétique est importante.<br />
10
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
Les rayonnements<br />
Définition<br />
Rayon g inci<strong>de</strong>nt<br />
e –<br />
Photoélectron<br />
Fig. 3<br />
Schéma représentant l’ionisation d’un atome par un rayonnement<br />
électromagnétique. L’énergie <strong>de</strong> l’on<strong>de</strong> électromagnétique inci<strong>de</strong>nte<br />
(rayon γ inci<strong>de</strong>nt) est suffisamment élevée <strong>pour</strong> expulser un électron<br />
(le photoélectron) hors <strong>de</strong> l’atome, qui est ainsi ionisé.<br />
Il existe d’autres types <strong>de</strong> rayonnements ionisants que nous n’avons pas encore mentionnés.<br />
Les particules chargées électriquement, telles que les électrons, les positons et les particules<br />
alpha, interagissent elles aussi fortement avec les électrons <strong>de</strong>s atomes ou <strong>de</strong>s molécules.<br />
Les matériaux radioactifs émettent en général <strong>de</strong>s particules alpha (noyaux <strong>de</strong>s atomes<br />
d’hélium), <strong>de</strong>s particules bêta (électrons ou positons se dép<strong>la</strong>çant très rapi<strong>de</strong>ment) ou <strong>de</strong>s<br />
rayons gamma (rayonnement électromagnétique du noyau atomique). Les particules alpha<br />
et bêta sont susceptibles <strong>de</strong> provoquer <strong>de</strong>s lésions <strong>de</strong>s tissus organiques, mais elles peuvent<br />
être arrêtées par une simple feuille <strong>de</strong> papier (particules alpha) ou une feuille d’aluminium<br />
(particules bêta).<br />
Nota : Il existe différents types et sources <strong>de</strong> rayonnements pouvant être ionisants.<br />
Le rayonnement utilisé en angiographie et scanographie, par exemple, est le<br />
rayonnement électromagnétique (c.-à-d. les rayons X). La tomographie par émission<br />
<strong>de</strong> positons (TEP), <strong>la</strong> tomographie par émission monophotonique (TEMP) ainsi que<br />
d’autres techniques d’imagerie nucléaire exploitent le rayonnement émis au cours<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> désintégration <strong>de</strong>s traceurs radioactifs (c.-à-d. les rayons gamma).<br />
11
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
On<strong>de</strong>s<br />
radio<br />
Micro<br />
on<strong>de</strong>s<br />
Lumière<br />
visible<br />
Rayons<br />
X<br />
Rayons<br />
g<br />
Longueur d’on<strong>de</strong><br />
AM<br />
1 km<br />
FM Infrarouge Ultraviolet<br />
1 m 1 mm 1µm 1 nm 1 pm 1 fm<br />
Fréquence<br />
1 kHz<br />
1 MHz 1 GHz 1 THz<br />
Énergie<br />
1 neV 1 µeV 1 meV 1 eV 1 keV 1 MeV 1 GeV<br />
a<br />
b<br />
g<br />
n<br />
Fig. 4<br />
Le rayonnement alpha (α) est constitué <strong>de</strong> noyaux d’hélium 4 ( 4 He) se<br />
dép<strong>la</strong>çant très rapi<strong>de</strong>ment, et peut être arrêté par une feuille <strong>de</strong> papier.<br />
Le rayonnement bêta (β), formé d’électrons, peut être arrêté par une feuille<br />
d’aluminium. Les rayons gamma (γ) et X, composés <strong>de</strong> photons <strong>de</strong> haute<br />
énergie, finissent par être absorbés lorsqu’ils pénètrent dans un matériau<br />
<strong>de</strong>nse. Le rayonnement neutronique (n) est constitué <strong>de</strong> neutrons libres<br />
qui peuvent être arrêtés par <strong>de</strong>s matériaux composés d’éléments <strong>de</strong> faible<br />
numéro atomique.<br />
12
3. Sources naturelles <strong>de</strong> rayonnements<br />
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
Les rayonnements<br />
Définition<br />
Sans le rayonnement du soleil, <strong>la</strong> vie sur Terre serait impossible.<br />
La lumière du jour, <strong>la</strong> chaleur et toutes les formes d’énergie (pétrole, gaz…) que nous<br />
consommons chaque jour résultent du rayonnement électromagnétique venu du soleil, généré<br />
<strong>de</strong>puis <strong>de</strong>s milliers d’années par <strong>de</strong>s transformations atomiques à <strong>de</strong> très hauts niveaux<br />
<strong>de</strong> pression et <strong>de</strong> température. Malheureusement <strong>pour</strong> ceux qui aiment se dorer au soleil,<br />
une exposition excessive aux rayons so<strong>la</strong>ires UV, qui sont ionisants, augmente les risques<br />
<strong>de</strong> cancer <strong>de</strong> <strong>la</strong> peau. 4<br />
Il existe d’autres sources <strong>de</strong> rayonnements naturels, telles que le radon, un gaz radioactif<br />
d’origine naturelle, qui est incolore, inodore et insipi<strong>de</strong>. Le radon naît <strong>de</strong> <strong>la</strong> désintégration<br />
radioactive normale <strong>de</strong> l’uranium. L’uranium, présent <strong>de</strong>puis <strong>la</strong> formation <strong>de</strong> <strong>la</strong> Terre, a une très<br />
longue <strong>de</strong>mi-vie (4,5 milliards d’années). La <strong>de</strong>mi-vie d’un élément radioactif correspond au<br />
temps nécessaire <strong>pour</strong> que son rayonnement soit divisé par <strong>de</strong>ux. Le radon continuera donc<br />
à exister indéfiniment à <strong>de</strong>s niveaux comparables à ceux d’aujourd’hui. 5<br />
Le radon est <strong>la</strong> première cause <strong>de</strong> l’exposition du public aux rayonnements ionisants. En fait,<br />
il est souvent <strong>la</strong> seule source importante <strong>de</strong> rayonnement ambiant affectant les individus.<br />
Le radon provenant <strong>de</strong> sources naturelles peut s’accumuler dans les bâtiments, en particulier<br />
dans les espaces confinés tels que les sous-sols. Sa concentration varie selon les lieux. Personne<br />
ne peut éviter l’exposition au radon, or celle-ci est potentiellement nocive. Les personnes<br />
respirant une gran<strong>de</strong> quantité <strong>de</strong> ce gaz <strong>pour</strong>raient courir un risque accru <strong>de</strong> cancer du<br />
poumon. Le radon <strong>pour</strong>rait même être <strong>la</strong> <strong>de</strong>uxième cause <strong>de</strong> ce cancer, d’après l’Agence <strong>de</strong>s<br />
États-Unis <strong>pour</strong> <strong>la</strong> protection <strong>de</strong> l’environnement (Environmental Protection Agency). 6<br />
Ces exemples montrent que chacun est exposé à différentes sources <strong>de</strong> rayonnements<br />
naturels au quotidien, ces rayonnements ayant <strong>de</strong>s aspects positifs et négatifs. L’exposition<br />
supplémentaire aux rayons X dans le cadre médical doit être rep<strong>la</strong>cée dans ce contexte. Sans<br />
les rayons X, beaucoup <strong>de</strong> ma<strong>la</strong>dies ne <strong>pour</strong>raient pas être diagnostiquées à temps, ce qui est<br />
souvent <strong>la</strong> condition d’un traitement efficace. Lorsque l’imagerie médicale est utilisée à bon<br />
escient, ses avantages sont bien plus importants que les risques induits par les rayonnements.<br />
4<br />
Wang SQ et al. Ultraviolet A and me<strong>la</strong>noma: a review. J Am Acad Dermatol. 2001 May;44(5):837-46.<br />
5<br />
Toxicological profile for radon. Agency for Toxic Substances and Disease Registry, U.S. Public Health<br />
Service, At<strong>la</strong>nta, 1990.<br />
6<br />
A citizen’s gui<strong>de</strong> to radon: the gui<strong>de</strong> to protecting yourself and your family from radon. United<br />
States Environmental Protection Agency, Washington D.C., 1992.<br />
13
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
4. Rayons X et principes <strong>de</strong> fonctionnement<br />
d’un tube à rayons X<br />
Les rayons X sont <strong>de</strong>s on<strong>de</strong>s électromagnétiques comparables à <strong>la</strong> lumière visible ou au<br />
rayonnement UV. Ils sont utilisés dans les scanners, par exemple, et affichent une énergie<br />
moyenne <strong>de</strong> 50 à 70 keV (kilo-électron-volts) et une longueur d’on<strong>de</strong> <strong>de</strong> 0,018 à 0,025 nm.<br />
Ce type <strong>de</strong> rayonnement est ionisant et donc susceptible d’entraîner un risque <strong>pour</strong> les tissus<br />
organiques, selon <strong>la</strong> <strong>dose</strong> reçue.<br />
Dans un tube à rayons X, les rayons X sont produits par un faisceau d’électrons bombardant une<br />
ano<strong>de</strong> cible. C’est <strong>la</strong> catho<strong>de</strong>, en chauffant, qui émet ce faisceau d’électrons, orienté vers<br />
l’ano<strong>de</strong> et accéléré par une forte différence <strong>de</strong> potentiel (40 à 140 kV) entre les <strong>de</strong>ux électro<strong>de</strong>s.<br />
Lorsque le faisceau d’électrons bombar<strong>de</strong> l’ano<strong>de</strong>, une partie <strong>de</strong> son énergie cinétique est<br />
transformée en photons X, et le reste en un rayonnement thermique qui chauffe l’ano<strong>de</strong>.<br />
La surface <strong>de</strong> l’ano<strong>de</strong> émet <strong>de</strong>s rayons X dans toutes les directions, avec une intensité maximale<br />
au niveau d’un angle compris entre 60° à 90° par rapport au faisceau d’électrons, du fait <strong>de</strong><br />
l’inclinaison <strong>de</strong> l’ano<strong>de</strong>. Le tube est <strong>pour</strong>vu d’une petite “fenêtre” permettant <strong>de</strong> <strong>la</strong>isser sortir les<br />
rayons X sans trop atténuer leur intensité, tout en maintenant le vi<strong>de</strong> nécessaire dans le tube.<br />
Le dispositif est équipé d’un générateur servant à contrôler <strong>la</strong> différence <strong>de</strong> potentiel entre <strong>la</strong><br />
catho<strong>de</strong> et l’ano<strong>de</strong>, ainsi que l’intensité du courant électrique chauffant <strong>la</strong> catho<strong>de</strong>. Si le<br />
courant (ou intensité) augmente, les électrons seront plus nombreux, et l’ano<strong>de</strong> produira<br />
plus <strong>de</strong> rayons X. Si <strong>la</strong> différence <strong>de</strong> potentiel (ou tension) entre les électro<strong>de</strong>s augmente,<br />
les électrons seront plus rapi<strong>de</strong>s et les rayons X émis seront plus nombreux et <strong>de</strong> plus gran<strong>de</strong><br />
énergie. Il est donc possible <strong>de</strong> modifier le débit du tube à rayons X en rég<strong>la</strong>nt le courant<br />
(mesuré en mA) et <strong>la</strong> différence <strong>de</strong> potentiel (mesurée en kV).<br />
Le faisceau <strong>de</strong> rayons X est ensuite projeté sur le patient. Certains rayons traversent le corps<br />
du patient, tandis que d’autres sont absorbés. Ces données sont recueillies par <strong>de</strong>s détecteurs.<br />
Autrefois, on utilisait un film au bromure d’argent <strong>pour</strong> détecter directement les rayons X.<br />
Cette métho<strong>de</strong> a été supp<strong>la</strong>ntée par les métho<strong>de</strong>s numériques actuelles. Les scanners mo<strong>de</strong>rnes<br />
disposent <strong>de</strong> détecteurs constitués <strong>de</strong> cristaux <strong>de</strong> scintil<strong>la</strong>tion, qui convertissent l’énergie <strong>de</strong>s<br />
rayons X en lumière visible, et <strong>de</strong> photodio<strong>de</strong>s à semi-conducteurs, qui mesurent l’intensité <strong>de</strong><br />
<strong>la</strong> lumière.<br />
14
Rayonnement thermique<br />
émis par l’ano<strong>de</strong><br />
Vi<strong>de</strong><br />
Ano<strong>de</strong><br />
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
Les rayonnements<br />
Définition<br />
Catho<strong>de</strong><br />
Huile <strong>de</strong> refroidissement<br />
Faisceau d’électrons<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> catho<strong>de</strong> à l’ano<strong>de</strong><br />
Faisceau <strong>de</strong> rayons X<br />
Fig. 5<br />
Schéma représentant un tube à rayons X. L’ano<strong>de</strong> tournante permet une<br />
dissipation plus rapi<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> chaleur. La ligne bleue entre <strong>la</strong> catho<strong>de</strong> et<br />
l’ano<strong>de</strong> représente le faisceau d’électrons, et le cône bleu c<strong>la</strong>ir les rayons X<br />
qui sont émis et s’échappent par <strong>la</strong> fenêtre <strong>de</strong> sortie. Seule une partie <strong>de</strong>s<br />
électrons est transformée en rayons X, le reste étant transformé en chaleur.<br />
Les flèches rouges représentent le rayonnement thermique dû au<br />
réchauffement <strong>de</strong> l’ano<strong>de</strong>.<br />
15
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
5. Radionucléi<strong>de</strong>s et traceurs radioactifs<br />
Le noyau atomique est constitué <strong>de</strong> neutrons et <strong>de</strong> protons. Un élément est défini par le<br />
nombre <strong>de</strong> protons <strong>de</strong> son noyau, mais les isotopes d’un élément possè<strong>de</strong>nt un nombre <strong>de</strong><br />
neutrons variable. Le noyau n’est stable que si le nombre <strong>de</strong> ses neutrons et <strong>de</strong> ses protons est<br />
équilibré.<br />
Il existe trois catégories <strong>de</strong> rayonnements nucléaires, à savoir alpha (a), bêta (b) et gamma (γ).<br />
Un noyau présentant un excès <strong>de</strong> neutrons affiche souvent une désintégration b, qui entraîne<br />
<strong>la</strong> transformation d’un neutron en proton, accompagnée <strong>de</strong> l’émission d’un électron<br />
(rayonnement b) et d’un antineutrino. En revanche, un noyau disposant d’un excès <strong>de</strong> protons<br />
présente fréquemment une désintégration b+. Un proton est alors transformé en neutron,<br />
et un positon (rayonnement b+) et un neutrino sont émis. Un rayonnement γ supplémentaire<br />
est généralement généré afin <strong>de</strong> réduire le niveau d’énergie du noyau. Le nouvel isotope ainsi<br />
créé possè<strong>de</strong> un nombre plus équilibré <strong>de</strong> nucléons (protons et neutrons). Le rayonnement<br />
alpha, qui consiste en noyaux d’hélium, concerne quant à lui <strong>la</strong> désintégration radioactive <strong>de</strong><br />
noyaux lourds.<br />
L’imagerie médicale exploite uniquement les isotopes à émission <strong>de</strong> rayonnements gamma ou<br />
<strong>de</strong> positons. Les rayons gamma sont capables <strong>de</strong> traverser les tissus humains et peuvent donc<br />
être détectés hors du corps par un appareil médical. Les positons ont une faible portée dans les<br />
tissus, mais, au contact d’un électron, l’annihi<strong>la</strong>tion positon-électron qui se produit génère <strong>de</strong>ux<br />
photons <strong>de</strong> 511 keV (rayonnement électromagnétique), qui peuvent traverser le corps comme<br />
les rayons gamma ou X. Dans une thérapie par radionucléi<strong>de</strong>s, les rayonnements <strong>de</strong> faible<br />
portée sont préférables si les isotopes se sont accumulés dans les tissus ma<strong>la</strong><strong>de</strong>s. Les tissus<br />
sains sont ainsi protégés. Ce<strong>la</strong> vaut <strong>pour</strong> les isotopes émettant <strong>de</strong>s rayonnements b ou a ou <strong>de</strong>s<br />
électrons Auger.<br />
Les propriétés les plus importantes d’un isotope radioactif sont sa <strong>de</strong>mi-vie (durée nécessaire<br />
à <strong>la</strong> désintégration <strong>de</strong> 50 % <strong>de</strong>s atomes), ainsi que le type, <strong>la</strong> probabilité et l’énergie du<br />
rayonnement émis.<br />
16
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
Les rayonnements<br />
Définition<br />
17
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
I.B. Effets biologiques du rayonnement<br />
Cette section présente les différences entre les lésions <strong>de</strong>s tissus<br />
à long et à court terme, et explique comment évaluer les<br />
dommages en fonction <strong>de</strong> <strong>la</strong> quantité et du type <strong>de</strong> rayonnement<br />
reçu. Vous y trouverez également <strong>de</strong>s définitions <strong>de</strong>s concepts<br />
utilisés en radiologie <strong>pour</strong> mesurer les <strong>dose</strong>s <strong>de</strong> rayonnements,<br />
tels que <strong>dose</strong> “absorbée”, “équivalente” ou “efficace”.<br />
1. Effets biologiques à court et long terme<br />
Comme indiqué précé<strong>de</strong>mment, un rayonnement ionisant peut, selon <strong>la</strong> <strong>dose</strong> reçue, causer<br />
<strong>de</strong>s dommages aux tissus organiques. Les rayonnements peuvent détériorer le corps humain<br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>ux manières : (1) le rayonnement détruit directement l’ADN <strong>de</strong>s cellules en ionisant<br />
les atomes dans leur structure molécu<strong>la</strong>ire, et (2) le rayonnement crée <strong>de</strong>s radicaux libres,<br />
c’est-à-dire <strong>de</strong>s atomes, <strong>de</strong>s molécules ou <strong>de</strong>s ions contenant <strong>de</strong>s électrons non appariés.<br />
Ces électrons non appariés sont en général très réactifs, <strong>de</strong> sorte que les radicaux libres<br />
sont susceptibles <strong>de</strong> prendre part à <strong>de</strong>s réactions chimiques pouvant modifier ou<br />
endommager l’ADN <strong>de</strong>s cellules.<br />
Le corps humain est capable <strong>de</strong> réparer les dommages cellu<strong>la</strong>ires dans une certaine mesure,<br />
mais s’il est exposé à une gran<strong>de</strong> quantité <strong>de</strong> rayonnement dépassant un seuil donné durant<br />
une pério<strong>de</strong> limitée, <strong>de</strong>s “effets déterministes” apparaissent. Ce terme signifie que les effets<br />
nocifs <strong>de</strong> l’irradiation sont alors irréparables, l’ampleur <strong>de</strong>s dommages variant en fonction<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> quantité <strong>de</strong> rayonnement reçue. Les effets déterministes du rayonnement comprennent<br />
notamment <strong>la</strong> modification <strong>de</strong> <strong>la</strong> formule sanguine, <strong>la</strong> perte <strong>de</strong> cheveux, <strong>la</strong> nécrose <strong>de</strong>s tissus<br />
ou encore <strong>la</strong> cataracte. Les niveaux d’exposition généralement induits par les procédures<br />
d’imagerie diagnostique sont bien en <strong>de</strong>ssous du seuil à partir duquel les effets déterministes<br />
surviennent. Ces <strong>de</strong>rniers doivent néanmoins être pris en compte dans <strong>la</strong> radiothérapie externe<br />
et <strong>la</strong> radiothérapie métabolique.<br />
18
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
À <strong>de</strong>s niveaux plus bas d’irradiation, <strong>de</strong>s effets à long terme, dits “stochastiques”, peuvent<br />
apparaître. Dans ce contexte, “stochastique” signifie que <strong>la</strong> probabilité <strong>de</strong> contracter une<br />
pathologie causée par l’irradiation est proportionnelle à <strong>la</strong> quantité <strong>de</strong> rayonnement reçue<br />
les années précé<strong>de</strong>ntes. Le mécanisme d’autoréparation <strong>de</strong>s cellules échoue, et certaines<br />
cellules peuvent subir <strong>de</strong>s modifications d’ADN non létales qui se transmettent lors <strong>de</strong>s divisions<br />
cellu<strong>la</strong>ires ultérieures. Des années après l’exposition, <strong>de</strong>s ma<strong>la</strong>dies telles que <strong>de</strong>s cancers<br />
(leucémies…) sont susceptibles d’apparaître.<br />
En réalité, les effets <strong>de</strong> l’irradiation très faible subie dans <strong>de</strong>s circonstances normales (provenant<br />
<strong>de</strong> sources naturelles et artificielles, telles que le rayonnement cosmique ou les rayons X utilisés<br />
à <strong>de</strong>s fins médicales) font l’objet <strong>de</strong> débats permanents. Deux modèles sont utilisés <strong>pour</strong> prédire<br />
les conséquences <strong>de</strong>s faibles <strong>dose</strong>s <strong>de</strong> rayonnement : le modèle linéaire sans seuil et le modèle<br />
à seuil. Le premier part du principe que les effets du rayonnement sont linéaires (c’est-à-dire<br />
directement proportionnels à <strong>la</strong> <strong>dose</strong>) à tous les niveaux d’exposition. Plus <strong>la</strong> <strong>dose</strong> est<br />
importante, plus le risque <strong>de</strong> contracter une ma<strong>la</strong>die induite par le rayonnement est élevé.<br />
Effets biologiques<br />
du rayonnement<br />
Selon le modèle à seuil, tous les rayonnements inférieurs à un certain niveau ne présentent<br />
aucun risque, et c’est seulement lorsque ce seuil est dépassé que le risque <strong>de</strong> dommages dus<br />
à l’irradiation augmente proportionnellement à <strong>la</strong> <strong>dose</strong> reçue (figure 6). Certains chercheurs<br />
supposent même que les faibles <strong>dose</strong>s d’irradiation auraient un effet biologique bénéfique<br />
(modèle d’hormèse).<br />
Modèle linéaire<br />
sans seuil<br />
Risque <strong>de</strong> tumeur<br />
Modèle à seuil<br />
Risque <strong>de</strong> tumeur<br />
Modèle d’hormèse<br />
Risque <strong>de</strong> tumeur<br />
augmente<br />
Seuil<br />
augmente<br />
augmente<br />
diminue<br />
Dose<br />
diminue<br />
Dose<br />
diminue<br />
Dose<br />
Fig. 6<br />
Modèle linéaire sans seuil, modèle à seuil, modèle d’hormèse.<br />
L’abscisse représente <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation, et l’ordonnée le risque<br />
d’apparition <strong>de</strong> pathologies telles que <strong>de</strong>s cancers.<br />
19
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
Malgré <strong>la</strong> controverse et les divergences <strong>de</strong> vues entre les différentes institutions scientifiques<br />
reconnues au p<strong>la</strong>n mondial, le modèle linéaire sans seuil est actuellement le modèle le plus<br />
<strong>la</strong>rgement accepté, y compris <strong>pour</strong> <strong>de</strong> faibles niveaux d’irradiation. Par exemple, le Committee<br />
to Assess Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation <strong>de</strong> <strong>la</strong> National<br />
Aca<strong>de</strong>my of Sciences a déc<strong>la</strong>ré dans son <strong>de</strong>rnier rapport : 7<br />
“Le Comité conclut que les preuves scientifiques actuelles sont cohérentes<br />
avec l’hypothèse d’une re<strong>la</strong>tion linéaire sans seuil entre <strong>la</strong> réponse<br />
à <strong>la</strong> <strong>dose</strong> et l’exposition aux rayonnements ionisants et le développement<br />
<strong>de</strong> cancers chez l’Homme.”<br />
Au premier abord, le terme “<strong>dose</strong>” paraît re<strong>la</strong>tivement transparent. Pourtant, <strong>pour</strong> évaluer les<br />
effets potentiels <strong>de</strong> l’irradiation sur les tissus organiques, il ne suffit pas <strong>de</strong> mesurer <strong>la</strong> quantité<br />
d’énergie reçue par kg ou cm 2 <strong>de</strong> surface corporelle. C’est <strong>pour</strong>quoi on utilise au moins trois<br />
concepts différents : <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> équivalente et <strong>la</strong> <strong>dose</strong> efficace. Ces notions vous<br />
sont expliquées en détail dans les pages qui suivent.<br />
7<br />
Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation: BEIR VII – Phase 2. Committee to<br />
Assess Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation, National Research Council,<br />
National Aca<strong>de</strong>mies Press, Washington D.C., 2006, p. 15.<br />
20
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
2. Dose d’irradiation absorbée<br />
La <strong>dose</strong> absorbée correspond à <strong>la</strong> quantité d’énergie absorbée par <strong>la</strong> matière suite à une<br />
exposition à une certaine quantité <strong>de</strong> rayonnement. Elle s’exprime en grays (Gy) : un gray<br />
équivaut à <strong>la</strong> quantité <strong>de</strong> rayonnement requise <strong>pour</strong> qu’une énergie <strong>de</strong> 1 joule (J) soit absorbée<br />
dans 1 kilogramme <strong>de</strong> matière (quelle qu’elle soit).<br />
et <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée est :<br />
1 Gy = 1 J/kg<br />
Effets biologiques<br />
du rayonnement<br />
D = énergie <strong>de</strong> rayonnement absorbée / kg <strong>de</strong> matière<br />
Lorsque l’on irradie 1 kg d’eau avec 1 Gy, l’eau absorbe 1 joule,<br />
et sa température augmente <strong>de</strong> 0,00024 °C seulement.<br />
Malheureusement, cette définition re<strong>la</strong>tivement simple renvoie à une quantité physique<br />
qui ne reflète pas les effets biologiques <strong>de</strong> l’irradiation, car elle ne prend pas en compte<br />
le type <strong>de</strong> rayonnement ni les dommages qu’il est susceptible <strong>de</strong> causer aux différents tissus.<br />
3. Dose d’irradiation équivalente / efficace<br />
Dose équivalente<br />
Tous les rayonnements n’ont pas tous les mêmes effets biologiques : une même <strong>dose</strong> absorbée<br />
peut ainsi avoir <strong>de</strong>s conséquences radicalement différentes selon qu’il s’agit <strong>de</strong> rayons X ou <strong>de</strong><br />
rayons α.<br />
Pour chaque type <strong>de</strong> rayonnement, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> équivalente correspond à <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée (D)<br />
multipliée par un facteur <strong>de</strong> pondération (w f ) qui tient compte <strong>de</strong>s dommages induits<br />
spécifiques sur les tissus biologiques. Dans le cas <strong>de</strong>s rayons X, γ et β et <strong>de</strong>s positons, le facteur<br />
<strong>de</strong> pondération est <strong>de</strong> 1, ce qui signifie que <strong>la</strong> <strong>dose</strong> équivalente correspond à <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée.<br />
Dans le cas <strong>de</strong>s rayons α, qui proviennent <strong>de</strong> sources naturelles et sont émis, par exemple,<br />
par certains isotopes <strong>de</strong> l’uranium, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée doit être multipliée par 20. En effet, les<br />
rayons α et les particules lour<strong>de</strong>s telles que les neutrons et les protons sont beaucoup plus<br />
nocifs <strong>pour</strong> les tissus que les rayons X.<br />
21
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
La <strong>dose</strong> équivalente (H) s’exprime en sieverts (Sv) et se calcule ainsi :<br />
H = D · w r<br />
où w r est une estimation <strong>de</strong> l’importance <strong>de</strong>s dommages biologiques causés par 1 Gy du type <strong>de</strong><br />
rayonnement concerné.<br />
Dose efficace<br />
L’irradiation n’a pas le même effet sur tous les tissus organiques : <strong>la</strong> moelle osseuse rouge<br />
est beaucoup plus sensible à l’irradiation que le foie, par exemple.<br />
Lorsque l’on évalue les effets stochastiques <strong>de</strong> l’irradiation du corps humain, ces différences<br />
doivent être prises en compte. Pour ce<strong>la</strong>, on utilise comme mesure <strong>la</strong> <strong>dose</strong> efficace (E),<br />
qui est une moyenne pondérée <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s équivalentes reçues par les organes :<br />
E = ∑ w i · H org,i<br />
où w i est un coefficient qui quantifie <strong>la</strong> sensibilité d’un tissu particulier au rayonnement reçu.<br />
Par exemple, si le cerveau et <strong>la</strong> g<strong>la</strong>n<strong>de</strong> thyroïdienne ont été irradiés, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> efficace est<br />
calculée ainsi :<br />
w thyroï<strong>de</strong> · H thyroï<strong>de</strong> + w cerveau · H cerveau<br />
où w thyroï<strong>de</strong> et w cerveau indiquent le <strong>de</strong>gré <strong>de</strong> sensibilité <strong>de</strong> ces organes à l’irradiation, et H thyroï<strong>de</strong><br />
et H cerveau les <strong>dose</strong>s équivalentes reçues par ces organes.<br />
Les facteurs <strong>de</strong> pondération tissu<strong>la</strong>ire sont calculés et publiés par <strong>la</strong> Commission internationale<br />
<strong>de</strong> protection radiologique. À mesure que <strong>la</strong> recherche et les technologies <strong>de</strong> quantification<br />
progressent, ces facteurs sont susceptibles d’évoluer.<br />
22
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
Les recommandations <strong>de</strong> <strong>la</strong> Commission internationale <strong>de</strong> protection radiologique datées <strong>de</strong><br />
2007 (CIPR 103) indiquent <strong>de</strong>s coefficients différents <strong>de</strong> ceux préconisés en 1990 (CIPR 60). 8<br />
En particulier, les gona<strong>de</strong>s sont moins radiosensibles, et les seins plus radiosensibles que ce que<br />
l’on supposait auparavant, comme le montre le tableau 1.<br />
Tissu ou organe<br />
Gona<strong>de</strong>s<br />
Moelle osseuse rouge<br />
Côlon<br />
Poumon<br />
Estomac<br />
Sein<br />
Foie<br />
Œsophage<br />
Thyroï<strong>de</strong><br />
Peau<br />
Surface <strong>de</strong>s os<br />
G<strong>la</strong>n<strong>de</strong>s salivaires<br />
Cerveau<br />
.....<br />
∑w i<br />
w i d’après <strong>la</strong><br />
CIPR 60<br />
0,20<br />
0,12<br />
0,12<br />
0,12<br />
0,12<br />
0,05<br />
0,05<br />
0,05<br />
0,05<br />
0,01<br />
0,01<br />
–<br />
–<br />
.....<br />
1,00<br />
w i<br />
d’après <strong>la</strong> CIPR 103<br />
0,08<br />
0,12<br />
0,12<br />
0,12<br />
0,12<br />
0,12<br />
0,04<br />
0,04<br />
0,04<br />
0,01<br />
0,01<br />
0,01<br />
0,01<br />
.....<br />
1,00<br />
Effets biologiques<br />
du rayonnement<br />
Tableau 1<br />
Coefficients <strong>de</strong> pondération (w i ) d’après <strong>la</strong> Commission internationale <strong>de</strong><br />
protection radiologique. 8<br />
8<br />
Recommandations 2007 <strong>de</strong> <strong>la</strong> Commission internationale <strong>de</strong> protection radiologique.<br />
Publication 103 <strong>de</strong> <strong>la</strong> CIPR. Annales <strong>de</strong> <strong>la</strong> CIPR. 2007 ; 37(2-4):1-332.<br />
Recommandations 1990 <strong>de</strong> <strong>la</strong> Commission internationale <strong>de</strong> protection radiologique.<br />
Publication 60 <strong>de</strong> <strong>la</strong> CIPR. Annales <strong>de</strong> <strong>la</strong> CIPR. 1991 ; 21(1-3):1-201.<br />
23
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
Nota : <strong>la</strong> <strong>dose</strong> efficace (E) est une mesure approximative qui a été créée <strong>pour</strong> comparer le risque<br />
stochastique induit par une irradiation ionisante non uniforme au risque induit par une<br />
irradiation uniforme du corps entier. E dépend d’hypothèses qui ne sont pas nécessairement<br />
vali<strong>de</strong>s <strong>pour</strong> un individu particulier. C’est <strong>pour</strong>quoi E ne peut pas servir à déterminer le risque<br />
spécifique encouru par une personne qui a reçu une certaine quantité <strong>de</strong> rayonnement.<br />
Résumé :<br />
La <strong>dose</strong> absorbée D, qui s’exprime en grays (Gy), est <strong>la</strong> quantité d’énergie absorbée<br />
par les tissus. Un gray équivaut à <strong>la</strong> quantité <strong>de</strong> rayonnement requise <strong>pour</strong> qu’une énergie<br />
<strong>de</strong> 1 joule (J) soit absorbée dans 1 kilogramme <strong>de</strong> matière (quelle qu’elle soit).<br />
La <strong>dose</strong> équivalente H, qui s’exprime en Sieverts (Sv), prend en compte les effets distincts<br />
<strong>de</strong>s différents types <strong>de</strong> rayonnements. Elle correspond au produit <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée<br />
par un facteur <strong>de</strong> pondération w r caractérisant un type particulier <strong>de</strong> rayonnement.<br />
Pour les rayons X, H = D.<br />
La <strong>dose</strong> effective E, qui s’exprime en Sieverts (Sv), tient compte <strong>de</strong> <strong>la</strong> sensibilité au<br />
rayonnement propre à chaque organe. Elle équivaut à <strong>la</strong> somme <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s équivalentes<br />
reçues par tous les organes irradiés, multipliée par les facteurs <strong>de</strong> pondération caractérisant<br />
<strong>la</strong> sensibilité <strong>de</strong>s tissus concernés.<br />
24
PRINCIPES DU RAYONNEMENT<br />
Effets biologiques<br />
du rayonnement<br />
25
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
II. Défis propres aux modalités<br />
Les solutions <strong>Siemens</strong><br />
Ce chapitre abor<strong>de</strong> <strong>la</strong> question du rayonnement dans le contexte<br />
<strong>de</strong> différentes modalités d’imagerie et détaille les solutions<br />
développées par <strong>Siemens</strong> <strong>pour</strong> réduire autant que possible <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
d’irradiation tout en garantissant <strong>de</strong>s résultats optimaux.<br />
II.A.Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Forts <strong>de</strong> leurs avantages cliniques incontestables, les examens scanographiques se sont<br />
progressivement multipliés et contribuent aujourd’hui à l’exposition <strong>de</strong> <strong>la</strong> popu<strong>la</strong>tion dans<br />
un but médical. Cette première section fournit <strong>de</strong>s informations détaillées sur les paramètres<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> en scanographie ainsi que sur les fonctionnalités <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> proposées<br />
par les scanners <strong>Siemens</strong>.<br />
1. Doses et risques liés à l’irradiation<br />
en tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Nous allons à présent expliquer comment les <strong>dose</strong>s d’irradiation liées aux examens<br />
scanographiques sont estimées, et quels facteurs entrent en considération dans ce calcul.<br />
Nous verrons en quoi il est difficile d’analyser le risque réel pouvant être attribué au scanner,<br />
et nous proposerons <strong>de</strong>s mises en perspectives intéressantes grâce à diverses comparaisons.<br />
26
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Paramètres <strong>de</strong> <strong>dose</strong> spécifiques à <strong>la</strong> scanographie :<br />
CTDI et PDL<br />
Lors d’un examen scanographique, <strong>de</strong>s sections transverses, ou coupes, du corps sont irradiées.<br />
Cependant, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong> rayons X reçue par le corps n’est pas strictement limitée aux coupes<br />
définies par le manipu<strong>la</strong>teur : elle s’étend au-<strong>de</strong>là en raison <strong>de</strong> <strong>la</strong> diffusion du rayonnement<br />
(figure 7).<br />
Faisceau <strong>de</strong> rayons X<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Détecteur<br />
Fig. 7<br />
Rayonnement direct et rayonnement diffusé dans une coupe<br />
axiale scanographique.<br />
27
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
La diffusion <strong>de</strong>s rayons X doit être prise en compte dans le calcul <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée (D).<br />
L’in<strong>de</strong>x <strong>de</strong> <strong>dose</strong> scanographique, ou CTDI (<strong>pour</strong> Computed Tomography Dose In<strong>de</strong>x en ang<strong>la</strong>is),<br />
est <strong>la</strong> somme <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée dans <strong>la</strong> coupe et <strong>de</strong>s rayonnements diffusés hors <strong>de</strong> <strong>la</strong> coupe<br />
(cf. figures 8 et 9), calculée en fonction <strong>de</strong> <strong>la</strong> valeur nominale S <strong>de</strong> l’épaisseur <strong>de</strong> <strong>la</strong> coupe.<br />
Épaisseur nominale <strong>de</strong> <strong>la</strong> coupe (S)<br />
Dose<br />
Profil <strong>de</strong> <strong>dose</strong><br />
D(z)<br />
cm<br />
Fig. 8<br />
Dose absorbée dans <strong>la</strong> coupe.<br />
Épaisseur nominale <strong>de</strong> <strong>la</strong> coupe (S)<br />
Dose<br />
cm<br />
Fig. 9<br />
Dose absorbée incluant les rayonnements diffusés hors <strong>de</strong> <strong>la</strong> coupe (CTDI).<br />
28
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Mathématiquement, le CTDI est l’intégrale <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée le long <strong>de</strong> l’axe z, divisée<br />
par l’épaisseur nominale <strong>de</strong> <strong>la</strong> coupe (S).<br />
Le CTDI mesure <strong>la</strong> <strong>dose</strong> délivrée dans une seule coupe axiale du corps du patient.<br />
L’unité <strong>de</strong> mesure est le mGy (1 mGy = 1/1000 Gy).<br />
Dans <strong>la</strong> <strong>pratique</strong>, les limites <strong>de</strong> l’intégration ne peuvent pas tendre vers l’infini. Selon <strong>la</strong><br />
définition du CTDI par <strong>la</strong> FDA (Food and Drug Administration), <strong>la</strong> longueur <strong>de</strong> l’intégrale doit<br />
être équivalente à 7 fois l’épaisseur nominale <strong>de</strong> <strong>la</strong> coupe (S) <strong>de</strong> part et d’autre <strong>de</strong> <strong>la</strong> coupe<br />
irradiée. D’après <strong>la</strong> définition <strong>la</strong> plus répandue aujourd’hui, CTDI 100 , <strong>la</strong> longueur <strong>de</strong> l’intégrale<br />
doit être <strong>de</strong> 50 mm <strong>de</strong> part et d’autre <strong>de</strong> <strong>la</strong> coupe irradiée, ce qui est plus <strong>pratique</strong> car <strong>la</strong> plupart<br />
<strong>de</strong>s chambres d’ionisation utilisées <strong>pour</strong> mesurer le CTDI ont une longueur <strong>de</strong> 100 mm.<br />
La mesure est effectuée au centre et en périphérie d’un fantôme en Perspex® <strong>de</strong> 16 cm<br />
<strong>de</strong> diamètre <strong>pour</strong> <strong>la</strong> tête et <strong>de</strong> 32 cm <strong>de</strong> diamètre <strong>pour</strong> le corps (figure 10).<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Fig. 10<br />
Fantômes en Perspex® servant à mesurer <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
absorbée au centre (A) et en périphérie (B).<br />
29
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Il existe différentes métho<strong>de</strong>s <strong>de</strong> calcul du CTDI. L’une d’entre elles consiste à effectuer<br />
une somme pondérée du CTDI au centre et du CTDI à <strong>la</strong> périphérie afin <strong>de</strong> prendre en compte<br />
<strong>la</strong> différence entre <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée en périphérie et <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée au centre du corps<br />
du patient.<br />
La formule du CTDI w qui tient compte <strong>de</strong> cette différence est :<br />
1<br />
A 2 B<br />
CTDI w = – CTDI 100 + – CTDI 100<br />
3 3<br />
Paramètres importants ayant une influence sur <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
en scanographie<br />
En scanographie volumique, un scanner spiralé permet d’acquérir <strong>de</strong> nombreuses coupes<br />
successives. La vitesse <strong>de</strong> dép<strong>la</strong>cement <strong>de</strong> <strong>la</strong> table doit donc être prise en compte :<br />
si elle avance lentement, les profils <strong>de</strong> coupes se chevauchent (figure 11).<br />
Dans le cas d’une acquisition spiralée, le pitch (ou "pas <strong>de</strong> l’hélice") se définit comme <strong>la</strong> distance<br />
parcourue par <strong>la</strong> table en une rotation <strong>de</strong> tube divisée par <strong>la</strong> <strong>la</strong>rgeur nominale irradiée du<br />
détecteur projetée à l’isocentre du scanner.<br />
Pitch 1 = absence <strong>de</strong> chevauchement Pitch 0.5 = chevauchement <strong>de</strong> 50 %<br />
axe z<br />
Fig. 11<br />
Si <strong>la</strong> table avance rapi<strong>de</strong>ment (pitch = 1), les profils <strong>de</strong> coupes ne se<br />
chevauchent pas ; si <strong>la</strong> table se dép<strong>la</strong>ce lentement (pitch = 0,5),<br />
les coupes se chevauchent. Nota : le chevauchement est mesuré<br />
à l’isocentre du scanner (le long <strong>de</strong> l’axe z).<br />
30
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Dans le cas d’une acquisition spiralée, le CTDI vol est :<br />
CTDI vol = CTDI w · 1/pitch<br />
Si le pitch est inférieur à 1, les profils <strong>de</strong> coupes se chevauchent et <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée<br />
augmente. Si le pitch est supérieur à 1, les profils <strong>de</strong> coupes ne se chevauchent pas,<br />
l’acquisition n’est donc pas tout à fait complète et <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée diminue.<br />
Ce<strong>la</strong> est va<strong>la</strong>ble <strong>pour</strong> les scanners monobarrettes (une seule rangée <strong>de</strong> détecteurs)<br />
comme <strong>pour</strong> les multibarrettes (plusieurs rangées <strong>de</strong> détecteurs).<br />
Le CTDI vol prévu est affiché sur l’interface utilisateur du scanner avant chaque scan.<br />
L’opérateur peut ainsi facilement observer sur l’écran <strong>la</strong> variation <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée<br />
en fonction <strong>de</strong>s paramètres sélectionnés <strong>pour</strong> l’examen (cf. figure 12).<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Fig. 12<br />
CTDI vol prévu en fonction <strong>de</strong>s paramètres sélectionnés.<br />
31
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Pour calculer <strong>la</strong> <strong>dose</strong> totale absorbée au cours d’une procédure complète, il faut tenir compte <strong>de</strong><br />
<strong>la</strong> longueur <strong>de</strong> <strong>la</strong> région examinée (cf. figure 13).<br />
Tube à rayons X<br />
L<br />
Détecteur<br />
Fig. 13<br />
Le tube à rayons X et le détecteur scannent le patient sur une longueur L<br />
(longueur d’acquisition, c’est-à-dire <strong>la</strong> longueur <strong>de</strong> <strong>la</strong> région examinée),<br />
le long d’un axe z.<br />
Le produit <strong>dose</strong> longueur (PDL) est le produit du CTDI vol par <strong>la</strong> longueur d’acquisition :<br />
PDL = CTDI vol · L<br />
Il s’exprime en mGy x cm. Pour chaque examen scanographique, le CTDI vol et le PDL sont inscrits<br />
dans le dossier du patient et peuvent donc être consultés sur <strong>de</strong>man<strong>de</strong>.<br />
Un autre aspect doit être pris en compte : <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée dépend également <strong>de</strong> <strong>la</strong> corpulence<br />
du patient. Si un patient est plus mince que le fantôme en Perspex® <strong>de</strong> 32 cm utilisé <strong>pour</strong><br />
calculer le CTDI, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> réellement absorbée sera plus gran<strong>de</strong>. Si le patient est plus corpulent,<br />
<strong>la</strong> <strong>dose</strong> réellement absorbée sera moindre.<br />
Si <strong>la</strong> corpulence du patient et sa section sont simi<strong>la</strong>ires à celles du fantôme, le CTDI vol peut être<br />
utilisé <strong>pour</strong> estimer <strong>la</strong> <strong>dose</strong> qui sera absorbée par le patient.<br />
Nota : D = énergie <strong>de</strong> rayonnement/kg <strong>de</strong> matière<br />
32
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Dose efficace en scanographie<br />
La <strong>dose</strong> efficace en scanographie tient compte du rayonnement direct et diffusé reçu par tous<br />
les organes explorés. Elle ne peut pas être calculée avec exactitu<strong>de</strong> <strong>pour</strong> chaque patient, mais<br />
elle peut être estimée grâce à <strong>de</strong>s simu<strong>la</strong>tions <strong>de</strong> Monte-Carlo, qui se fon<strong>de</strong>nt sur un patient<br />
"moyen" idéalisé. La figure 14 représente un fantôme mathématique adulte, hermaphrodite,<br />
utilisé par le Conseil national <strong>de</strong> protection radiologique du Royaume-Uni (NRBP) lors <strong>de</strong><br />
simu<strong>la</strong>tions <strong>de</strong> Monte-Carlo en 1989.<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Fig. 14<br />
Fantôme type utilisé <strong>pour</strong> calculer <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s efficaces.<br />
La <strong>dose</strong> efficace en scanographie est donc une mesure va<strong>la</strong>ble <strong>pour</strong> un groupe <strong>de</strong> patients,<br />
et non <strong>pour</strong> un patient particulier, qui diffère en général du patient "moyen" idéalisé tel qu’il<br />
est représenté sur <strong>la</strong> figure 14.<br />
Nota : <strong>dose</strong> efficace = ∑ D org · w org<br />
33
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
La <strong>dose</strong> efficace est <strong>la</strong> somme <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s délivrées à tous les organes, multipliée par les facteurs<br />
<strong>de</strong> pondération tissu<strong>la</strong>ire <strong>de</strong>s différents organes.<br />
Pour certains examens scanographiques, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> efficace E peut être calculée<br />
approximativement à partir du PDL 9 :<br />
E = PDL · f<br />
où f est un facteur <strong>de</strong> pondération moyen (moyenne entre hommes et femmes) <strong>pour</strong> les<br />
différentes parties du corps humain :<br />
1. Tête : f = 0,0021 mSv/(mGy x cm)<br />
2. Cou : f = 0,0059 mSv/(mGy x cm)<br />
3. Thorax : f = 0,014 mSv/(mGy x cm)<br />
4. Abdomen et bassin : f = 0,015 mSv/(mGy x cm)<br />
Le tableau 2 présente <strong>de</strong>s exemples typiques <strong>de</strong> <strong>dose</strong>s efficaces reçues lors <strong>de</strong> différents<br />
examens scanographiques <strong>de</strong> routine :<br />
Protocole<br />
Tête – examen <strong>de</strong> routine<br />
120 kV, 340 mAs, 12 cm<br />
Thorax – examen <strong>de</strong> routine<br />
120 kV, 120 mAs, 30 cm<br />
Abdomen – examen <strong>de</strong> routine<br />
120 kV, 180 mAs, 30 cm<br />
CTDI vol<br />
59,7 mGy<br />
9,2 mGy<br />
13,8 mGy<br />
Dose efficace<br />
1,5 mSv<br />
3,9 mSv<br />
6,2 mSv<br />
Tableau 2<br />
Dose efficace en mSv <strong>pour</strong> les examens <strong>de</strong> routine <strong>de</strong> <strong>la</strong> tête,<br />
du thorax et <strong>de</strong> l’abdomen.<br />
9<br />
Jessen KA et al. EUR 16262 : European <strong>Gui<strong>de</strong></strong>lines on Quality Criteria for Computed Tomography.<br />
Office <strong>de</strong>s publications <strong>de</strong> l’Union européenne, Luxembourg, 2000.<br />
34
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Risques liés à l’irradiation en tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Comme le montre le tableau 2, les <strong>dose</strong>s efficaces généralement reçues lors d’un examen<br />
scanographique <strong>de</strong> routine sont <strong>la</strong>rgement inférieures aux seuils au-<strong>de</strong>là <strong>de</strong>squels l’irradiation<br />
a <strong>de</strong>s effets déterministes sur le corps humain (voir tableau 3).<br />
Dose d’irradiation Effets<br />
> 1 Sv Effets nocifs <strong>pour</strong> <strong>la</strong> moelle osseuse,<br />
avec modification <strong>de</strong> l’ADN<br />
2–10 Sv Maux <strong>de</strong> tête, fièvre, infections, perte <strong>de</strong> cheveux,<br />
vomissements, nausées, cataracte<br />
10–15 Sv Effets très nocifs <strong>pour</strong> l’intestin<br />
Tableau 3<br />
Effets déterministes en fonction <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s équivalentes d’irradiation reçues.<br />
Quel est donc le risque <strong>de</strong> subir <strong>de</strong>s effets stochastiques suite à un examen<br />
scanographique <br />
Cet aspect <strong>de</strong>meure incertain. Nous ne disposons que <strong>de</strong> quelques hypothèses et modèles<br />
visant à quantifier ce risque.<br />
L’étu<strong>de</strong> <strong>la</strong> plus importante à ce sujet a été menée par Preston et al auprès <strong>de</strong> 105 000 victimes<br />
<strong>de</strong> l’irradiation à Hiroshima et Nagasaki, 35 000 ayant reçu <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s comprises entre 5 et 200<br />
mSv. 10 Malheureusement, cette étu<strong>de</strong> a révélé une forte incertitu<strong>de</strong> statistique concernant<br />
les faibles <strong>dose</strong>s administrées en tomo<strong>de</strong>nsitométrie.<br />
D’après Muirhead, il existe "<strong>de</strong>s incertitu<strong>de</strong>s quant à <strong>la</strong> re<strong>la</strong>tion <strong>dose</strong>-effet, concernant les<br />
ma<strong>la</strong>dies cancéreuses et non cancéreuses, dès que l’on passe en <strong>de</strong>ssous d’un seuil d’environ<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
10<br />
11<br />
Preston DL et al. Solid cancer inci<strong>de</strong>nce in atomic bomb survivors: 1958–1998. Radiat Res.<br />
Juillet 2007 ; 168(1):1-64.<br />
Muirhead CR. Studies on the Hiroshima and Nagasaki survivors, and their use in estimating<br />
radiation risks. Radiat Prot Dosimetry. 2003;104(4):331-5.<br />
35
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Comme nous l’avons déjà évoqué, l’hypothèse défendue aujourd’hui est qu’il existe une<br />
re<strong>la</strong>tion linéaire entre <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation et le risque additionnel <strong>de</strong> cancer, sans seuil <strong>de</strong> <strong>dose</strong><br />
(modèle linéaire sans seuil), et que le niveau <strong>de</strong> risque est fortement lié à l’âge <strong>de</strong> <strong>la</strong> personne<br />
au moment <strong>de</strong> l’irradiation (plus un enfant est jeune, plus le risque potentiel est élevé).<br />
Dans une publication récente, Brenner et al ont estimé le risque encouru par une personne,<br />
tout au long <strong>de</strong> sa vie, <strong>de</strong> mourir d’un cancer imputable à un examen scanographique. 12<br />
Leurs estimations sont représentées par <strong>la</strong> figure 15.<br />
A<br />
Examen scanographique <strong>de</strong> <strong>la</strong> tête, 340 mAs<br />
Estimation,<br />
au cours<br />
d’une vie,<br />
du risque<br />
<strong>de</strong> décès<br />
par cancer<br />
imputable<br />
au scanner<br />
(%)<br />
0,08<br />
0,06<br />
0,04<br />
Total<br />
Cerveau<br />
Leucémie<br />
0,02<br />
0,00<br />
ans<br />
0 10 20 30 40 50 60 70<br />
Âge au moment <strong>de</strong> l’examen scanographique<br />
Fig. 15<br />
Estimation du risque <strong>de</strong> décès par cancer imputable à un examen<br />
scanographique en fonction <strong>de</strong> l’âge au moment <strong>de</strong> l’examen.<br />
12<br />
Brenner DJ et al. Computed tomography – an increasing source of<br />
radiation exposure. N Engl J Med. 2007 Nov 29;357(22):2277-84.<br />
36
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
B<br />
Examen scanographique <strong>de</strong> l’abdomen, 240 mAs<br />
Estimation,<br />
au cours<br />
d’une vie,<br />
du risque<br />
<strong>de</strong> décès<br />
par cancer<br />
imputable<br />
au scanner<br />
(%)<br />
0,14<br />
0,12<br />
0,10<br />
0,08<br />
0,06<br />
Total<br />
Digestif<br />
Autre<br />
Leucémie<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
0,04<br />
0,02<br />
0,00<br />
0 10 20 30 40 50 60 70<br />
ans<br />
Âge au moment <strong>de</strong> l’examen scanographique<br />
37
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
La Commission internationale <strong>de</strong> protection radiologique (CIPR) <strong>de</strong> 1990 a estimé le risque<br />
additionnel <strong>de</strong> mortalité par cancer à environ 5 % par Sv. Un examen scanographique<br />
impliquant une <strong>dose</strong> <strong>de</strong> 10 mSv augmenterait donc le risque <strong>de</strong> mortalité par cancer d’environ<br />
0,05 %. Cette valeur concor<strong>de</strong> avec les hypothèses <strong>de</strong> Brenner (cf. figure 15).<br />
Cependant, il convient <strong>de</strong> mettre ces chiffres en perspective :<br />
Le risque moyen <strong>de</strong> mortalité par cancer dans une société occi<strong>de</strong>ntale est d’environ 25 %.<br />
Après un examen scanographique impliquant une irradiation <strong>de</strong> 10 mSv, ce risque est<br />
augmenté <strong>de</strong> 0,05 % seulement (il atteint donc 25,05 %). Cette augmentation du risque<br />
est i<strong>de</strong>ntique à celle subie par une personne vivant dans le centre <strong>de</strong> Londres pendant<br />
450 jours (cancer lié à <strong>la</strong> pollution <strong>de</strong> l’air) ou habitant dans le même appartement qu’un<br />
fumeur pendant 540 jours. 13<br />
Par conséquent, si l’examen scanographique est justifié d’un point <strong>de</strong> vue clinique, ses<br />
avantages l’emportent <strong>la</strong>rgement sur les risques additionnels liés à l’irradiation du patient.<br />
Toutefois, l’objectif ultime <strong>de</strong> <strong>Siemens</strong> est d’adhérer au principe ALARA ("As low as reasonably<br />
achievable" : littéralement, "Aussi basse que raisonnablement possible"), c’est-à-dire d’utiliser<br />
<strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>la</strong> plus faible possible tout en obtenant <strong>la</strong> qualité d’image requise <strong>pour</strong> le diagnostic.<br />
13<br />
Smith JT. Are passive smoking, air pollution and obesity a greater mortality risk than major radiation<br />
inci<strong>de</strong>nts BMC Public Health. 2007 Apr 3;7:49.<br />
38
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Cause <strong>de</strong> mortalité<br />
Estimation du nombre <strong>de</strong> décès <strong>pour</strong> 1 000 individus<br />
Cancer 14 228<br />
Acci<strong>de</strong>nt <strong>de</strong> véhicule motorisé 11,9<br />
Présence <strong>de</strong> radon dans un lieu d’habitation<br />
Exposition moyenne aux USA 3<br />
Forte exposition (1-3 %) 21<br />
Présence d’arsenic dans l’eau <strong>de</strong> boisson<br />
2.5 μg/l (moyenne estimée aux USA) 1<br />
50 μg/l (limite acceptable avant 2006) 13<br />
Cancer mortel induit par l’irradiation<br />
Examen scanographique abdominopelvien 0,5<br />
Source unique, <strong>dose</strong> efficace <strong>de</strong> ~ 10 mSv<br />
Dose annuelle limite <strong>pour</strong> un travailleur exposé au rayonnement<br />
10 mSv (moyenne annuelle recommandée) 0,5<br />
50 mSv (limite en une seule année) 2,5<br />
Acci<strong>de</strong>nt piéton 1,6<br />
Noya<strong>de</strong> 0,9<br />
Acci<strong>de</strong>nt <strong>de</strong> vélo 0,2<br />
Foudre 0,013<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Tableau 4<br />
Estimation <strong>de</strong> divers risques <strong>de</strong> mortalité. 15<br />
14<br />
15<br />
Levin B et al. Screening and surveil<strong>la</strong>nce for the early <strong>de</strong>tection of colorectal cancer and<br />
a<strong>de</strong>nomatous polyps, 2008: a joint gui<strong>de</strong>line from the American Cancer Society, the US Multi-<br />
Society Task Force on Colorectal Cancer, and the American College of Radiology. CA Cancer J Clin.<br />
2008 May–Jun;58(3):130-60.<br />
Gerber TC et al. Ionizing radiation in cardiac imaging: a science advisory from the American Heart<br />
Association Committee on Cardiac Imaging of the Council on Clinical Cardiology and Committee on<br />
Cardiovascu<strong>la</strong>r Imaging and Intervention of the Council on Cardiovascu<strong>la</strong>r Radiology and<br />
Intervention. Circu<strong>la</strong>tion. 2009 Feb 24;119(7):1056-65.<br />
39
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
2. Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Dans cette section, nous présenterons les technologies<br />
et algorithmes mis en œuvre ou développés par <strong>Siemens</strong><br />
<strong>pour</strong> réduire <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée.<br />
<strong>Siemens</strong> s’efforce d’implémenter toutes les métho<strong>de</strong>s <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> qui existent<br />
aujourd’hui sur le marché <strong>de</strong> <strong>la</strong> tomo<strong>de</strong>nsitométrie. En tant que lea<strong>de</strong>r dans ce domaine,<br />
nous développons constamment nos propres solutions. Ainsi avons-nous souvent été les<br />
premiers à introduire <strong>de</strong>s caractéristiques permettant <strong>de</strong> réduire les <strong>dose</strong>s reçues lors d’examens<br />
<strong>de</strong> routine. Aujourd’hui encore, <strong>Siemens</strong> est le seul fabricant à proposer <strong>de</strong>s innovations<br />
fondamentales.<br />
Afin <strong>de</strong> maintenir notre position <strong>de</strong> lea<strong>de</strong>r et d’améliorer les soins apportés aux patients,<br />
nous coopérons étroitement avec <strong>de</strong>s experts du mon<strong>de</strong> entier exerçant dans <strong>de</strong>s universités,<br />
<strong>de</strong>s établissements <strong>de</strong> santé publics et <strong>de</strong>s centres <strong>de</strong> radiologie privés, et nous veillons à tirer<br />
profit <strong>de</strong>s avancées <strong>de</strong> <strong>la</strong> recherche en les appliquant à <strong>la</strong> <strong>pratique</strong> clinique quotidienne.<br />
La <strong>réduction</strong> <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s en tomo<strong>de</strong>nsitométrie passe non seulement par l’innovation<br />
technologique, mais aussi par <strong>la</strong> formation, qui doit permettre aux praticiens <strong>de</strong> se familiariser<br />
avec les métho<strong>de</strong>s et les facteurs qui s’y rapportent. C’est <strong>pour</strong>quoi nous nous attachons<br />
à rendre nos produits aussi transparents que possible <strong>pour</strong> les mé<strong>de</strong>cins et techniciens, et nous<br />
proposons en permanence <strong>de</strong>s ressources et <strong>de</strong>s séminaires en lien avec <strong>la</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s.<br />
Vous trouverez à <strong>la</strong> page suivante une brève présentation <strong>de</strong>s produits et <strong>de</strong>s algorithmes que<br />
nous proposons <strong>pour</strong> réduire les <strong>dose</strong>s (plus d’informations sur www.siemens.com/low-<strong>dose</strong>-ct).<br />
40
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
1994<br />
1997<br />
Rayons X<br />
1999<br />
1999<br />
UFC<br />
Pas <strong>de</strong><br />
rayons X<br />
Lumière<br />
Rayons X<br />
CARE Dose4D<br />
UFC<br />
Adaptive<br />
ECG-Pulsing<br />
HandCARE<br />
2002<br />
Protocoles<br />
pédiatriques<br />
80 kV<br />
2005<br />
DSCT<br />
t<br />
2007<br />
Adaptive Cardio<br />
Sequence<br />
2007<br />
Bouclier<br />
anti-<strong>dose</strong><br />
Adaptive<br />
Dose Shield<br />
Bouclier<br />
anti-<strong>dose</strong><br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
2008<br />
< 1 s<br />
2008<br />
Bouclier<br />
sélectif<br />
antiphotons<br />
2008 2008<br />
Faible rayonnement X<br />
Tube 1 Tube 2<br />
Vol<br />
80 kV<br />
Atténuation B<br />
140 kV<br />
Atténuation A<br />
Rayonnement X<br />
F<strong>la</strong>sh Spiral<br />
Bouclier sélectif<br />
anti-photons<br />
4D Noise<br />
Reduction<br />
X-CARE<br />
2009 2010 2010<br />
70 kV<br />
Recon.<br />
données<br />
images<br />
Correction<br />
image<br />
80 kV<br />
100 kV<br />
120 kV<br />
140 kV<br />
Recon<br />
données<br />
brutes<br />
Recon<br />
données<br />
images<br />
Correction<br />
image<br />
IRIS CARE kV SAFIRE *<br />
*<br />
Les informations re<strong>la</strong>tives à ce produit sont fournies <strong>de</strong> manière anticipée.<br />
Le produit est en attente <strong>de</strong> l’agrément 510(k) ; il n’est pas encore disponible aux États-Unis.<br />
41
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Quelques innovations <strong>Siemens</strong> en matière <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en tomo<strong>de</strong>nsitométrie :<br />
1. CARE Dose4D - Modu<strong>la</strong>tion anatomique <strong>de</strong> l’exposition en temps réel<br />
2. Adaptive ECG-Pulsing – Modu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> en fonction <strong>de</strong> l’ECG <strong>pour</strong> les scanners<br />
spiralés cardiaques<br />
3. Adaptive Cardio Sequence – Scanner séquentiel à déclenchement ECG souple<br />
4. Adaptive Dose Shield (Bouclier anti-<strong>dose</strong> adaptatif) – Contrôle asymétrique<br />
du collimateur<br />
5. F<strong>la</strong>sh Spiral – Scanner spiralé à déclenchement ECG et à double source permettant<br />
d’utiliser un pitch très élevé<br />
6. X-CARE – Modu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> en fonction <strong>de</strong>s organes<br />
7. IRIS et SAFIRE * – Techniques <strong>de</strong> reconstruction itératives<br />
8. CARE kV – Modu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> par rég<strong>la</strong>ge automatisé <strong>de</strong> <strong>la</strong> tension du tube<br />
CARE Dose4D – Modu<strong>la</strong>tion anatomique <strong>de</strong> l’exposition<br />
en temps réel<br />
La manière <strong>la</strong> plus efficace <strong>de</strong> réduire <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation en scanographie consiste à adapter<br />
les paramètres du scanner à l’anatomie du patient. Centrer le patient correctement, utiliser<br />
les bons protocoles et ajuster le débit du tube à rayons X à <strong>la</strong> taille et au poids du patient contribuent<br />
à limiter l’exposition au rayonnement. Pourtant, <strong>de</strong> nombreux utilisateurs ne savent sans<br />
doute pas précisément quels paramètres sélectionner <strong>pour</strong> régler les <strong>dose</strong>s <strong>de</strong> rayonnement en<br />
fonction <strong>de</strong>s patients. Par exemple, ils ignorent parfois que si le diamètre du patient mesure<br />
4 cm <strong>de</strong> moins, il est possible <strong>de</strong> réduire le débit du tube par un facteur 2 tout en maintenant<br />
une qualité d’image adéquate. C’est <strong>pour</strong>quoi tous les scanners <strong>Siemens</strong> mo<strong>de</strong>rnes sont équipés<br />
<strong>de</strong> mécanismes <strong>de</strong> contrôle permettant d’ajuster automatiquement <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à l’anatomie du<br />
patient, un peu comme un système ultrasophistiqué <strong>de</strong> rég<strong>la</strong>ge automatique <strong>de</strong> l’exposition<br />
dans un appareil photo.<br />
<strong>Siemens</strong> CARE Dose4D adapte automatiquement <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong> rayonnement à <strong>la</strong> taille et à <strong>la</strong><br />
morphologie du patient, permettant une modu<strong>la</strong>tion optimale du courant du tube <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux<br />
manières. Premièrement, le courant est réglé en fonction d’un topogramme comparant le<br />
patient réel à un patient "standardisé". Comme on peut s’en douter, le courant est plus fort<br />
<strong>pour</strong> les patients les plus corpulents, et moins fort <strong>pour</strong> les patients plus minces. Les différences<br />
d’atténuation entre les parties du corps sont également prises en compte. Par exemple, chez un<br />
patient adulte, un courant <strong>de</strong> 140 mAs peut être nécessaire <strong>pour</strong> un examen <strong>de</strong> l’épaule,<br />
*<br />
Les informations re<strong>la</strong>tives à ce produit sont fournies <strong>de</strong> manière anticipée.<br />
Le produit est en attente <strong>de</strong> l’agrément 510(k) ; il n’est pas encore disponible aux États-Unis.<br />
42
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
tandis que 55 mAs seraient suffisants <strong>pour</strong> un examen du thorax, 110 mAs <strong>pour</strong> l’abdomen,<br />
et 130 mAs <strong>pour</strong> le bassin.<br />
De plus, <strong>la</strong> modu<strong>la</strong>tion angu<strong>la</strong>ire <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> en temps réel mesure l’atténuation réelle du patient<br />
pendant l’examen et ajuste le courant du tube en conséquence <strong>pour</strong> les différentes parties du<br />
corps mais également <strong>pour</strong> les différents angles au cours <strong>de</strong> <strong>la</strong> rotation. Cet aspect est essentiel<br />
à <strong>la</strong> <strong>réduction</strong> efficace <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> au niveau <strong>de</strong>s régions <strong>de</strong> l’épaule et du bassin,<br />
où l’atténuation <strong>la</strong>térale est nettement supérieure à l’atténuation antéro-postérieure.<br />
La figure 16 illustre le principe <strong>de</strong> fonctionnement du CARE Dose4D. La figure 17 présente<br />
un exemple clinique obtenu grâce à l’utilisation du CARE Dose4D.<br />
Atténuation<br />
Scanographie<br />
à milli-ampérage<br />
constant<br />
Variation du courant du tube<br />
sur <strong>la</strong> base du topogramme<br />
Modu<strong>la</strong>tion anatomique<br />
automatisée du courant<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Position du tube φ<br />
Fig. 16<br />
Illustration du principe <strong>de</strong> fonctionnement du CARE Dose4D. Si le courant du tube<br />
était constant, les régions <strong>de</strong> l’épaule et du bassin seraient sous-dosées, tandis<br />
que le thorax et l’abdomen seraient significativement sur-dosés. La modu<strong>la</strong>tion<br />
anatomique automatisée ajuste efficacement le courant, et donc <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong><br />
rayonnement, à l’atténuation spécifique à l’anatomie du patient.<br />
43
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
140 mAs<br />
55 mAs<br />
110 mAs<br />
130 mAs<br />
Fig. 17<br />
Dans le cas d’une exploration <strong>de</strong>s épaules au bassin, CARE Dose4D<br />
délivre une <strong>dose</strong> <strong>de</strong> rayonnement optimisée <strong>pour</strong> chaque partie du corps.<br />
L’expérience clinique a montré que <strong>la</strong> re<strong>la</strong>tion entre le courant optimal du tube et l’atténuation<br />
du patient n’est pas linéaire. Les patients les plus corpulents ont c<strong>la</strong>irement besoin d’une <strong>dose</strong><br />
plus forte que les patients <strong>de</strong> corpulence moyenne, mais ils ont également une masse <strong>de</strong><br />
graisse supérieure, ce qui augmente le contraste <strong>de</strong>s tissus. Les patients plus minces ont besoin<br />
d’une <strong>dose</strong> plus faible, mais comme ils ont moins <strong>de</strong> graisse, leurs tissus présentent un<br />
contraste moins fort, ce qui signifie qu’une <strong>dose</strong> trop faible entraînerait un niveau <strong>de</strong> bruit<br />
élevé. C’est <strong>pour</strong>quoi, lors d’une modu<strong>la</strong>tion en temps réel, CARE Dose4D réduit moins <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
<strong>de</strong> rayonnement que ce à quoi on <strong>pour</strong>rait s’attendre <strong>pour</strong> les patients les plus minces,<br />
et l’augmente moins que ce à quoi on <strong>pour</strong>rait s’attendre <strong>pour</strong> les patients plus corpulents.<br />
Ce<strong>la</strong> permet <strong>de</strong> maintenir une qualité d’image satisfaisante <strong>pour</strong> le diagnostic, tout en<br />
optimisant <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation (figure 18).<br />
44
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
mAs <strong>pour</strong> un niveau <strong>de</strong> bruit constant<br />
CARE Dose4D<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
mAs<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Réf.<br />
qualité<br />
mAs<br />
Patient <strong>de</strong> référence<br />
pesant 75 kg<br />
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000<br />
Atténuation<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Fig. 18<br />
Adaptation <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> avec CARE Dose4D.<br />
Adaptive ECG-Pulsing – Modu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> en fonction<br />
<strong>de</strong> l’ECG <strong>pour</strong> les scanners spiralés cardiaques<br />
Cette métho<strong>de</strong> permet <strong>de</strong> moduler <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation tout au long <strong>de</strong> l’examen en utilisant<br />
l’électrocardiogramme du patient. Le courant du tube n’est maintenu à 100 % du niveau requis<br />
que pendant une phase prédéfinie du cycle cardiaque du patient. Pendant le reste du temps,<br />
le courant peut être réduit jusqu’à 4 %, permettant une <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> moyenne <strong>de</strong><br />
rayonnement <strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong> 30 à 50 % (figure 19). 16<br />
16<br />
Jakobs TF et al. Multislice helical CT of the heart with retrospective ECG gating: reduction of<br />
radiation exposure by ECG-controlled tube current modu<strong>la</strong>tion. Eur Radiol. 2002 May;12(5):1081-6.<br />
45
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Pour ajuster <strong>la</strong> <strong>dose</strong> en fonction <strong>de</strong> <strong>la</strong> fréquence cardiaque, on se fon<strong>de</strong> sur une surveil<strong>la</strong>nce<br />
continue <strong>de</strong> l’ECG et sur un algorithme permettant d’anticiper le début <strong>de</strong> <strong>la</strong> phase cardiaque<br />
adéquate via le calcul <strong>de</strong> <strong>la</strong> durée moyenne <strong>de</strong>s cycles cardiaques précé<strong>de</strong>nts. Autrefois,<br />
<strong>la</strong> limite <strong>de</strong> cette métho<strong>de</strong> était qu’elle ne pouvait pas être appliquée aux patients arythmiques,<br />
dont le rythme cardiaque ne peut pas être prévu par une simple moyenne. Mais il existe <strong>de</strong>puis<br />
peu <strong>de</strong>s algorithmes plus flexibles, capables <strong>de</strong> réagir à l’arythmie et aux extrasystoles,<br />
qui représentent un potentiel d’amélioration considérable <strong>pour</strong> les applications cliniques<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> modu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> contrôlée par <strong>la</strong> fréquence cardiaque.<br />
réaction<br />
Fig. 19<br />
Le scanner ne génère <strong>de</strong>s images que pendant une phase prédéfinie du cycle<br />
cardiaque. Durant cette phase, le courant du tube (ligne grise) atteint 100 %<br />
du niveau requis <strong>pour</strong> obtenir une qualité d’image adéquate, mais entre ces<br />
phases prédéfinies, le courant est réduit à 20 %, voire 4 %. Des algorithmes<br />
introduits récemment sont capables <strong>de</strong> réagir à l’arythmie <strong>de</strong> manière<br />
flexible.<br />
Adaptive Cardio Sequence – Tomo<strong>de</strong>nsitométrie séquentielle<br />
à déclenchement ECG<br />
Le déclenchement ECG prospectif combiné avec une acquisition "step-and-shoot" <strong>de</strong> coupes<br />
axiales est une métho<strong>de</strong> <strong>de</strong> tomo<strong>de</strong>nsitométrie synchronisée à l’ECG très efficace en termes <strong>de</strong><br />
<strong>réduction</strong> <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s, car elle permet <strong>de</strong> n’acquérir, pendant <strong>la</strong> phase cardiaque présélectionnée,<br />
que les données strictement nécessaires à <strong>la</strong> reconstruction. Le signal ECG du patient est surveillé<br />
pendant l’examen, et l’acquisition est déclenchée à une phase prédéfinie <strong>de</strong> l’on<strong>de</strong> R-R.<br />
Les métho<strong>de</strong>s c<strong>la</strong>ssiques <strong>de</strong> synchronisation cardiaque ont <strong>pour</strong> inconvénient <strong>de</strong> ne pas être<br />
applicables aux patients souffrant d’arythmie sévère, car le déclenchement <strong>de</strong> l’acquisition<br />
dépend <strong>de</strong> <strong>la</strong> prévision du prochain cycle cardiaque, qui est elle-même fondée sur <strong>la</strong> longueur<br />
moyenne <strong>de</strong>s cycles cardiaques précé<strong>de</strong>nts. La métho<strong>de</strong> Adaptive Cardio Sequence s’appuie<br />
46
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
quant à elle sur une analyse plus sophistiquée <strong>de</strong> l’ECG du patient. Les irrégu<strong>la</strong>rités sont<br />
détectées avec fiabilité, et dans le cas d’une extrasystole, l’acquisition peut soit être annulée<br />
si le battement ectopique survient avant le début prévu <strong>de</strong> l’examen, ce qui évite une <strong>dose</strong><br />
d’irradiation superflue, soit répétée dans <strong>la</strong> même position.<br />
Ces avancées permettent d’utiliser <strong>la</strong> technique <strong>de</strong> tomo<strong>de</strong>nsitométrie séquentielle à<br />
déclenchement ECG <strong>pour</strong> scanner <strong>de</strong>s patients présentant un rythme cardiaque élevé<br />
ou irrégulier.<br />
scan<br />
scan réaction scan<br />
mouvement<br />
Fig. 20<br />
Toutes les coupes du cœur sont explorées à <strong>de</strong>s phases cardiaques<br />
i<strong>de</strong>ntiques.<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
A<br />
B<br />
Fig. 21<br />
La technologie Adaptive ECG-Pulsing permet <strong>de</strong> réaliser un examen du cœur<br />
par acquisition spiralée en fonction <strong>de</strong> l’ECG (A) en délivrant une <strong>dose</strong> <strong>de</strong><br />
4-9 mSv. 17 Grâce à <strong>la</strong> technologie Adaptive Cardio Sequence, un scan du<br />
cœur par acquisition séquentielle à déclenchement ECG (B) requiert une<br />
<strong>dose</strong> <strong>de</strong> seulement 1–3 mSv. 18<br />
17<br />
18<br />
Stolzmann P et al. Radiation <strong>dose</strong> estimates in dual-source computed tomography coronary<br />
angiography. Eur Radiol. 2008 Mar;18(3):592-9. Leschka S et al. Low kilovoltage cardiac dual-source<br />
CT: attenuation, noise, and radiation <strong>dose</strong>. Eur Radiol. 2008 Sep;18(9):1809-17.<br />
Stolzmann P et al. Dual-source CT in step-and-shoot mo<strong>de</strong>: noninvasive coronary angiography with<br />
low radiation <strong>dose</strong>. Radiology. 2008 Oct;249(1):71-80.<br />
47
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Adaptive Dose Shield – Contrôle asymétrique du collimateur<br />
En tomo<strong>de</strong>nsitométrie spiralée, il est courant d’effectuer une <strong>de</strong>mi-rotation supplémentaire <strong>de</strong><br />
l’ensemble tube / détecteur en début et en fin <strong>de</strong> spirale, ce qui irradie pleinement le détecteur<br />
alors que seulement une partie <strong>de</strong>s données recueillies est nécessaire à <strong>la</strong> reconstruction <strong>de</strong><br />
l’image. Ce problème, typique <strong>de</strong>s tomo<strong>de</strong>nsitométries spiralées, est connu en ang<strong>la</strong>is sous le<br />
nom d’"overranging" (figure 22).<br />
Collimation<br />
primaire c<strong>la</strong>ssique<br />
Irradiation<br />
pré-spirale<br />
Irradiation<br />
post-spirale<br />
Région<br />
examinée<br />
Technologie c<strong>la</strong>ssique<br />
Fig. 22<br />
Collimateur primaire c<strong>la</strong>ssique. Les zones marquées en rouge sont situées<br />
hors <strong>de</strong> <strong>la</strong> région examinée et reçoivent <strong>pour</strong>tant une forte <strong>dose</strong><br />
d’irradiation.<br />
L’Adaptive Dose Shield, une technologie qui s’appuie sur un mouvement précis, rapi<strong>de</strong> et<br />
indépendant <strong>de</strong>s <strong>la</strong>mes du collimateur, permet <strong>de</strong> limiter cette sur-irradiation. Le collimateur<br />
primaire s’ouvre et se referme <strong>de</strong> manière asymétrique au début et à <strong>la</strong> fin <strong>de</strong> chaque<br />
acquisition, empêchant l’irradiation inutile <strong>de</strong>s zones qui ne sont pas nécessaires à <strong>la</strong><br />
reconstruction. Ainsi, seuls les tissus visés sont exposés. (figure 23).<br />
48
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Collimateur avec<br />
Adaptive Dose Shield<br />
Absence d’irradiation pré-spirale<br />
Absence d’irradiation post-spirale<br />
Région<br />
examinée<br />
Adaptive Dose Shield<br />
Fig. 23<br />
Adaptive Dose Shield. Quand l’acquisition commence, le collimateur<br />
s’ouvre <strong>de</strong> manière asymétrique. Au centre <strong>de</strong> <strong>la</strong> région à examiner,<br />
il est complètement ouvert (l’ouverture correspondant à <strong>la</strong> <strong>la</strong>rgeur<br />
sélectionnée <strong>pour</strong> le faisceau). À <strong>la</strong> fin <strong>de</strong> l’acquisition, le collimateur<br />
se referme <strong>de</strong> manière asymétrique.<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
A<br />
B<br />
C<br />
Fig. 24<br />
Les <strong>de</strong>ux collimateurs <strong>de</strong> l’Adaptive Dose Shield<br />
A : Fermé<br />
B : Ouvert à gauche<br />
C : Ouvert à droite<br />
49
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Des mesures effectuées à l’Institut <strong>de</strong> physique médicale <strong>de</strong> l’Université d’Er<strong>la</strong>ngen-Nuremberg,<br />
en Allemagne, et au Centre d’innovation clinique <strong>de</strong> <strong>la</strong> Clinique Mayo <strong>de</strong> Rochester, Minnesota,<br />
aux États-Unis, ont fait apparaître <strong>de</strong>s <strong>réduction</strong>s significatives <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s, variant selon <strong>la</strong><br />
longueur d’acquisition, sans que <strong>la</strong> qualité d’image ne soit affectée (figure 25).<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> (%)<br />
30<br />
25<br />
Pitch 1<br />
Cardiaque<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
0 50 100 150 200 250 300 350<br />
Longueur d’acquisition (mm)<br />
Fig. 25<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> grâce à <strong>la</strong> technologie Adaptive Dose Shield,<br />
en fonction <strong>de</strong> <strong>la</strong> longueur d’acquisition.<br />
50
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
F<strong>la</strong>sh Spiral – Scanner spiralé à déclenchement ECG et<br />
à double source permettant d’utiliser un pitch très élevé<br />
La technologie double source (Dual Source CT, DSCT), ou double tube, permet <strong>de</strong> scanner<br />
le cœur en moins d’un battement cardiaque, sans utiliser un détecteur couvrant <strong>la</strong> totalité<br />
du volume du cœur. Dans le cas d’un scanner simple source, <strong>pour</strong> acquérir toutes les projections<br />
nécessaires à <strong>la</strong> reconstruction <strong>de</strong> l’image, le pitch doit nécessairement être inférieur à 2.<br />
Si le pitch augmente, <strong>de</strong>s <strong>la</strong>cunes d’échantillonnage apparaissent (cf. figure 26), ce qui<br />
compromet <strong>la</strong> reconstruction d’images avec <strong>de</strong>s profils d’atténuation bien définis,<br />
en coupes fines, et sans trop d’artefacts.<br />
Avec <strong>la</strong> technologie DSCT, en revanche, ces <strong>la</strong>cunes peuvent être comblées par les données<br />
acquises grâce au système <strong>de</strong> <strong>de</strong>uxième mesure, un quart <strong>de</strong> rotation plus tard (cf. figure 26).<br />
De cette manière, le pitch peut atteindre 3,4 dans un champ <strong>de</strong> vue couvert par les <strong>de</strong>ux<br />
détecteurs. Le pitch étant suffisamment élevé <strong>pour</strong> qu’il n’y ait pas d’acquisition <strong>de</strong> données<br />
redondantes, on reconstruit les images à partir <strong>de</strong>s données acquises sur <strong>la</strong> base d’un quart <strong>de</strong><br />
rotation par mesure, et chaque image a donc une résolution temporelle qui équivaut à un quart<br />
du temps <strong>de</strong> rotation.<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Tube A B<br />
Scanner simple source<br />
Scanner double tube<br />
Fig. 26<br />
Schéma représentant une acquisition, le long <strong>de</strong> l’axe z, effectuée<br />
par un scanner simple source fonctionnant avec un pitch supérieur à 1,5<br />
(à gauche), et par un scanner double tube (à droite). Dans le second cas,<br />
les projections manquantes sont recueillies par le système <strong>de</strong> <strong>de</strong>uxième<br />
mesure, <strong>de</strong> sorte qu’il est possible d’utiliser <strong>de</strong>s valeurs <strong>de</strong> pitch beaucoup<br />
plus élevées.<br />
51
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Le scanner SOMATOM Definition F<strong>la</strong>sh est équipé d’un détecteur couvrant 38,4 mm sur l’axe z,<br />
tournant à une vitesse <strong>de</strong> rotation <strong>de</strong> 0,28 s. À un pitch <strong>de</strong> 3,4, <strong>la</strong> vitesse <strong>de</strong> <strong>la</strong> table est <strong>de</strong><br />
450 mm/s, ce qui permet <strong>de</strong> couvrir le cœur (12 cm) en 0,27 s environ. L’acquisition est<br />
déclenchée à une phase du cycle cardiaque sélectionnée par l’utilisateur. Chacune <strong>de</strong>s images<br />
présente une résolution temporelle <strong>de</strong> 75 ms, et les images le long <strong>de</strong> l’axe z sont acquises<br />
à <strong>de</strong>s phases du cycle cardiaque très légèrement différentes (figure 27). Dans <strong>la</strong> mesure où<br />
il n’y a pas <strong>de</strong> redondances inutiles dans l’acquisition <strong>de</strong>s données, cette nouvelle technique<br />
permet <strong>de</strong> réduire considérablement <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation, <strong>pour</strong> atteindre <strong>de</strong>s niveaux encore<br />
plus bas que ceux obtenus avec une acquisition séquentielle à déclenchement ECG.<br />
Les publications initiales ont montré qu’il était possible <strong>de</strong> réaliser un angioscanner<br />
19, 20<br />
coronaire fiable avec <strong>de</strong>s niveaux d’irradiation inférieurs à 1 mSv.<br />
Dép<strong>la</strong>cement<br />
continu <strong>de</strong> <strong>la</strong> table<br />
pitch <strong>de</strong> 3.4<br />
Fig. 27<br />
Acquisition <strong>de</strong>s données et reconstruction <strong>de</strong>s images à un pitch très élevé<br />
par un scanner spiralé double tube à déclenchement ECG. La table atteint<br />
une position z présélectionnée (ex. : l’apex du cœur) lors d’une phase<br />
cardiaque prédéfinie, après accélération <strong>de</strong> <strong>la</strong> table jusqu’à <strong>la</strong> vitesse<br />
maximum. L’acquisition <strong>de</strong>s données commence lorsque cette position z<br />
est atteinte. Grâce à <strong>la</strong> vitesse élevée <strong>de</strong> <strong>la</strong> table, <strong>la</strong> totalité du cœur<br />
peut être scannée en une fraction <strong>de</strong> battement cardiaque. La durée totale<br />
d’un scan est en général <strong>de</strong> 0,25-0,27 s. Les données correspondant<br />
à <strong>de</strong>s positions adjacentes sur l’axe z (représentées par les petits traits<br />
horizontaux) sont acquises à <strong>de</strong>s phases légèrement différentes du cycle<br />
cardiaque. Chaque image est reconstruite à partir <strong>de</strong>s données acquises<br />
en un quart <strong>de</strong> rotation <strong>de</strong> chaque tube à rayons X, ce qui permet d’obtenir<br />
une résolution temporelle <strong>de</strong> 75 ms par image.<br />
52
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
La figure 28 donne <strong>de</strong>s exemples d’images reconstruites <strong>de</strong> cette manière avec un temps<br />
d’acquisition <strong>de</strong> 250 ms, une résolution temporelle <strong>de</strong> 75 ms et une tension <strong>de</strong> 100 kV,<br />
<strong>pour</strong> une <strong>dose</strong> efficace <strong>de</strong> 0,8 mSv.<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Fig. 28<br />
Angioscanner <strong>de</strong>s artères coronaires réalisé avec <strong>la</strong> technologie d’acquisition<br />
spiralée double tube à pitch élevé (“F<strong>la</strong>sh Spiral”). Avec l’aimable<br />
autorisation du Prof. S. Achenbach, Er<strong>la</strong>ngen, Allemagne.<br />
Les premières publications scientifiques sur le SOMATOM Definition F<strong>la</strong>sh confirment<br />
que les <strong>dose</strong>s efficaces d’irradiation atteignent 0,88-0,9 mSv <strong>pour</strong> les angioscanners<br />
coronaires <strong>de</strong> routine. 19, 20 N’hésitez pas à consulter notre compteur <strong>de</strong> <strong>dose</strong> au niveau<br />
international, sur le site www.siemens.com/low-<strong>dose</strong>-ct. Il vous indique, en temps réel,<br />
les valeurs moyennes <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s délivrées par le scanner F<strong>la</strong>sh Spiral Cardio partout<br />
où il est installé dans le mon<strong>de</strong>.<br />
19<br />
20<br />
Achenbach S et al. Coronary computed tomography angiography with a consistent <strong>dose</strong> below<br />
1 mSv using prospectively electrocardiogram-triggered high-pitch spiral acquisition. Eur Heart J.<br />
2010 Feb;31(3):340-6.<br />
Leschka S et al. Diagnostic accuracy of high-pitch dual-source CT for the assessment of coronary<br />
stenoses: first experience. Eur Radiol. 2009 Dec;19(12):2896-903.<br />
53
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
X-CARE – Modu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> en fonction <strong>de</strong>s organes<br />
D’après <strong>la</strong> récente mise à jour <strong>de</strong>s facteurs <strong>de</strong> pondération tissu<strong>la</strong>ire (Recommandations 2007<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> Commission internationale <strong>de</strong> protection radiologique, CIPR 103), chez <strong>la</strong> femme, les seins<br />
sont plus radiosensibles que ce que l’on croyait auparavant. Or, au cours <strong>de</strong> toute exploration<br />
du thorax, ils sont irradiés même s’ils ne sont pas l’objet <strong>de</strong> l’examen. Ils doivent donc être<br />
particulièrement protégés, et c’est <strong>pour</strong>quoi <strong>Siemens</strong> a mis au point <strong>Siemens</strong> X-CARE,<br />
un mo<strong>de</strong> <strong>de</strong> modu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> en fonction <strong>de</strong>s organes qui permet <strong>de</strong> limiter l’irradiation<br />
<strong>de</strong>s organes sensibles. Lorsque ce mo<strong>de</strong> est utilisé, l’intensité du rayonnement est réduite<br />
quand le patient est irradié <strong>de</strong> face, comme l’illustre <strong>la</strong> figure 29.<br />
Faible rayonnement X<br />
Rayonnement X<br />
Fig. 29<br />
Illustration du principe <strong>de</strong> fonctionnement <strong>de</strong> X-CARE.<br />
Avec cette métho<strong>de</strong>, l’irradiation <strong>de</strong>s seins ou <strong>de</strong>s yeux est réduite <strong>de</strong> 30-40 %, sans que ce<strong>la</strong><br />
n’ait d’inci<strong>de</strong>nce sur le bruit et <strong>la</strong> visualisation <strong>de</strong>s détails, comme le montre <strong>la</strong> figure 30.<br />
A<br />
B<br />
Fig. 30<br />
A : Doses d’irradiation sans X-CARE et B : avec X-CARE.<br />
Les zones plus foncées indiquent une <strong>dose</strong> absorbée plus faible.<br />
54
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
IRIS et SAFIRE * – Techniques <strong>de</strong> reconstruction itératives<br />
En scanographie, <strong>la</strong> qualité <strong>de</strong>s images est principalement déterminée par leur résolution<br />
spatiale et leur bruit. Les métho<strong>de</strong>s <strong>de</strong> reconstruction c<strong>la</strong>ssiques, avec rétroprojection filtrée,<br />
se heurtent à une limite : l’augmentation <strong>de</strong> <strong>la</strong> résolution spatiale va <strong>de</strong> pair avec celle du bruit.<br />
Les approches <strong>de</strong> reconstruction itératives dissocient quant à elles ces <strong>de</strong>ux paramètres.<br />
Une boucle <strong>de</strong> correction est introduite dans le processus <strong>de</strong> reconstruction <strong>de</strong> l’image afin<br />
<strong>de</strong> réduire le bruit en plusieurs itérations, sans affecter <strong>la</strong> résolution spatiale.<br />
IRIS (Iterative Reconstruction in Image Space) et SAFIRE * (Sinogram-Affirmed Iterative<br />
Reconstruction) sont <strong>de</strong>s métho<strong>de</strong>s exclusives capables <strong>de</strong> réduire le bruit <strong>de</strong> l’image sans nuire<br />
à sa qualité ni à <strong>la</strong> visualisation <strong>de</strong>s détails. La <strong>réduction</strong> significative du bruit ainsi obtenue<br />
permet une <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> pouvant atteindre 60 % dans les examens <strong>de</strong> routine.<br />
Aujourd’hui, les scanners utilisent <strong>de</strong>s métho<strong>de</strong>s <strong>de</strong> rétroprojection filtrée c<strong>la</strong>ssiques, qui ne<br />
permettent pas d’améliorer <strong>la</strong> résolution spatiale sans augmenter le bruit. Contrairement<br />
à <strong>la</strong> rétroprojection filtrée, <strong>la</strong> reconstruction autorise un découp<strong>la</strong>ge <strong>de</strong> <strong>la</strong> résolution spatiale<br />
et du bruit. Elle améliore <strong>la</strong> résolution spatiale dans les zones où les contrastes sont plus forts<br />
et réduit le bruit dans les zones à faibles contrastes, ce qui permet à l’utilisateur d’effectuer<br />
<strong>de</strong>s scanners avec <strong>de</strong>s niveaux <strong>de</strong> <strong>dose</strong>s plus faibles.<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Lors d’une reconstruction itérative, une boucle <strong>de</strong> correction est introduite dans le processus<br />
<strong>de</strong> reconstruction <strong>de</strong> l’image. Une fois qu’une image a été reconstruite à partir <strong>de</strong>s projections<br />
mesurées, un <strong>la</strong>ncer <strong>de</strong> rayons est réalisé au niveau du rendu <strong>de</strong> l’image afin <strong>de</strong> calculer <strong>de</strong><br />
nouvelles projections qui représentent exactement l’image reconstruite. Cette étape, appelée<br />
<strong>la</strong> reprojection, simule le processus <strong>de</strong> mesure du scanner, mais en utilisant l’image comme<br />
"objet mesuré". Si <strong>la</strong> reconstruction originale <strong>de</strong> l’image était parfaite, les projections mesurées<br />
seraient i<strong>de</strong>ntiques aux projections calculées. En réalité, ce n’est pas le cas, et <strong>la</strong> divergence<br />
entre les <strong>de</strong>ux est utilisée <strong>pour</strong> reconstruire une image corrigée et actualiser l’image originale.<br />
Ensuite, on applique à nouveau <strong>la</strong> boucle. Les images sont améliorées petit à petit, et<br />
il est possible <strong>de</strong> réduire significativement le bruit en modélisant avec pru<strong>de</strong>nce le système<br />
d’acquisition <strong>de</strong> données du scanner et ses propriétés physiques dans l’algorithme <strong>de</strong><br />
reprojection. Cette métho<strong>de</strong> s’appelle <strong>la</strong> "reconstruction itérative théorique". L’inconvénient<br />
<strong>de</strong> cette approche est que <strong>la</strong> modélisation exacte du scanner pendant <strong>la</strong> reprojection nécessite<br />
une très gran<strong>de</strong> puissance <strong>de</strong> calcul (figure 31).<br />
*<br />
Les informations re<strong>la</strong>tives à ce produit sont fournies <strong>de</strong> manière anticipée.<br />
Le produit est en attente <strong>de</strong> l’agrément 510(k) ; il n’est pas encore disponible aux États-Unis.<br />
55
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Reconstruction itérative théorique<br />
IRIS<br />
Données images<br />
Correction<br />
image exacte<br />
Données images<br />
Recon.<br />
données<br />
images<br />
Correction<br />
image exacte<br />
Comparaison<br />
Données brutes,<br />
projection<br />
Recon.<br />
données<br />
brutes<br />
Comparaison<br />
Projection<br />
données brutes<br />
complètes<br />
Données brutes,<br />
projection<br />
Recon. <strong>de</strong><br />
référence<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> ou amélioration<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité d’image<br />
Impression éprouvée<br />
Reconstruction très lente<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> ou amélioration<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité d’image<br />
Impression éprouvée<br />
Reconstruction rapi<strong>de</strong><br />
Fig. 31<br />
IRIS – Comparaison <strong>de</strong> <strong>la</strong> reconstruction itérative théorique avec IRIS<br />
– une approche signée <strong>Siemens</strong>.<br />
<strong>Siemens</strong> a développé IRIS (Iterative Reconstruction in Image Space), une métho<strong>de</strong> unique<br />
consistant à transférer <strong>la</strong> boucle <strong>de</strong> reconstruction itérative au niveau <strong>de</strong>s données images,<br />
évitant le recours au système <strong>de</strong> reprojection c<strong>la</strong>ssique, qui est très lent. IRIS permet d’obtenir<br />
à <strong>la</strong> fois une <strong>réduction</strong> significative du bruit <strong>de</strong> l’image et une reconstruction rapi<strong>de</strong> <strong>pour</strong><br />
l’utilisation clinique <strong>de</strong> routine. De plus, <strong>la</strong> texture du bruit <strong>de</strong>s images est simi<strong>la</strong>ire à celle<br />
obtenue avec <strong>de</strong>s noyaux standard <strong>de</strong> convolution. L’originalité <strong>de</strong> <strong>la</strong> métho<strong>de</strong> IRIS est <strong>de</strong><br />
prendre <strong>pour</strong> point <strong>de</strong> départ une reconstruction volumique <strong>de</strong> référence, qui utilise <strong>de</strong> façon<br />
optimale toutes les données mesurées et fournit toutes les informations détaillées disponibles,<br />
avec <strong>pour</strong> contrepartie une augmentation significative du bruit <strong>de</strong> l’image.<br />
56
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Cette reconstruction <strong>de</strong> référence est ensuite "nettoyée" progressivement grâce à une boucle itérative<br />
(3 à 5 itérations), qui permet d’améliorer les contrastes et <strong>de</strong> réduire le bruit <strong>de</strong>s images à chaque<br />
itération. La technologie IRIS est plus sophistiquée que les tentatives <strong>de</strong> reconstruction itérative<br />
simplifiée, du fait <strong>de</strong> son système original d’utilisation d’une reconstruction <strong>de</strong> référence comme<br />
point <strong>de</strong> départ et <strong>de</strong> <strong>la</strong> structure itérative spéciale d’amélioration progressive <strong>de</strong> l’image<br />
(figures 31 et 32).<br />
Rétroprojection filtrée<br />
40 % <strong>de</strong> bruit en moins avec IRIS<br />
A B C<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Fig. 32<br />
Scanner <strong>de</strong> l’abdomen après injection <strong>de</strong> produit <strong>de</strong> contraste.<br />
A : Reconstruction avec rétroprojection filtrée standard, kernel B31.<br />
B : Reconstruction IRIS. C : Reconstruction SAFIRE * . Remarquez <strong>la</strong> <strong>réduction</strong><br />
significative du bruit avec chaque approche, sans perte <strong>de</strong> résolution.<br />
SAFIRE * est <strong>la</strong> première métho<strong>de</strong> <strong>de</strong> reconstruction itérative à partir <strong>de</strong> données brutes.<br />
Cette technique <strong>de</strong> nouvelle génération permet l’exploitation <strong>de</strong>s données brutes dans <strong>la</strong> boucle<br />
<strong>de</strong> construction. SAFIRE limite le bruit tout en améliorant nettement <strong>la</strong> qualité d’image,<br />
favorisant ainsi <strong>la</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> ET les performances.<br />
*<br />
Les informations re<strong>la</strong>tives à ce produit sont fournies <strong>de</strong> manière anticipée.<br />
Le produit est en attente <strong>de</strong> l’agrément 510(k) ; il n’est pas encore disponible aux États-Unis.<br />
57
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Reconstruction itérative théorique IRIS SAFIRE *<br />
Données images<br />
Correction<br />
image exacte<br />
Données images<br />
Recon.<br />
données<br />
images<br />
Correction<br />
image exacte<br />
Données images<br />
Recon.<br />
données<br />
images<br />
Correction<br />
image exacte<br />
Comparaison<br />
Comparaison<br />
Données brutes,<br />
projection<br />
Recon.<br />
données<br />
brutes<br />
Comparaison<br />
Projection<br />
données brutes<br />
complètes<br />
Données brutes,<br />
projection<br />
Recon. <strong>de</strong><br />
référence<br />
Données brutes,<br />
projection<br />
Recon.<br />
données<br />
brutes<br />
Comparaison<br />
Projection<br />
données brutes<br />
complètes<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> ou amélioration<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité d’image<br />
Impression éprouvée<br />
Reconstruction très lente<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> ou amélioration<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité d’image<br />
Impression éprouvée<br />
Reconstruction rapi<strong>de</strong><br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> plus performante<br />
qu’avec les métho<strong>de</strong>s basées sur l’image<br />
Impression éprouvée<br />
Qualité d’image supérieure<br />
Reconstruction rapi<strong>de</strong> (données images<br />
et données brutes) et flux <strong>de</strong> travail optimisé<br />
avec paramètres variables<br />
Fig. 33<br />
SAFIRE * – L’approche <strong>Siemens</strong> <strong>de</strong> reconstruction itérative intégrant les données brutes.<br />
Grâce à <strong>de</strong>s algorithmes optimisés et une meilleure utilisation <strong>de</strong>s capacités matérielles<br />
actuelles, il est désormais possible d’exploiter les données brutes (généralement visualisées<br />
sur un sinogramme) dans le cadre du processus d’amélioration itérative <strong>de</strong> l’image avec SAFIRE * .<br />
En plus du traitement prévu par l’approche IRIS (et par ailleurs encore perfectionnée),<br />
les données sont reprojetées au niveau <strong>de</strong>s données brutes, permettant <strong>de</strong> vali<strong>de</strong>r<br />
(ou confirmer) les images par le biais <strong>de</strong>s données mesurées. Les écarts i<strong>de</strong>ntifiés sont<br />
reconstruits via une rétroprojection filtrée pondérée, qui actualise l’image. Le bruit peut<br />
être éliminé par correction <strong>de</strong>s imperfections géométriques <strong>de</strong> <strong>la</strong> reconstruction initiale.<br />
Il en est <strong>de</strong> même <strong>pour</strong> les artefacts potentiels caractéristiques <strong>de</strong>s systèmes utilisant<br />
<strong>la</strong> rétroprojection filtrée. SAFIRE garantit en outre une <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> pouvant atteindre<br />
60 % dans une p<strong>la</strong>ge d’applications plus <strong>la</strong>rge et avec une qualité d’image inédite,<br />
surpassant même celle qu’offre IRIS.<br />
58<br />
*<br />
Les informations re<strong>la</strong>tives à ce produit sont fournies <strong>de</strong> manière anticipée.<br />
Le produit est en attente <strong>de</strong> l’agrément 510(k) ; il n’est pas encore disponible aux États-Unis.
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
CARE kV – Modu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> par rég<strong>la</strong>ge automatisé<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> tension du tube<br />
Les métho<strong>de</strong>s c<strong>la</strong>ssiques <strong>de</strong> modu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> s’appuient sur <strong>la</strong> variation du courant du<br />
tube à rayons X et non sur le rég<strong>la</strong>ge <strong>de</strong> <strong>la</strong> différence <strong>de</strong> potentiel (tension, en kV). Pourtant,<br />
l’adaptation du kilovoltage, et donc <strong>de</strong> l’énergie du rayonnement, à <strong>la</strong> nécessité diagnostique<br />
représente un énorme potentiel en termes <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong>, d’autant plus qu’elle<br />
permettrait d’optimiser le rapport contraste / bruit.<br />
La qualité d’une image en tomo<strong>de</strong>nsitométrie se caractérise par trois paramètres : le contraste,<br />
le bruit et <strong>la</strong> netteté (résolution spatiale). En améliorant un ou plusieurs <strong>de</strong> ces paramètres,<br />
on obtient une meilleure qualité d’image, ce qui permet au mé<strong>de</strong>cin d’établir un diagnostic plus<br />
précis. Par exemple, si le contraste est élevé et le bruit faible, <strong>la</strong> qualité d’image sera meilleure.<br />
En outre, on administre souvent un liqui<strong>de</strong> iodé <strong>pour</strong> améliorer le contraste et, ainsi, <strong>la</strong> visibilité<br />
<strong>de</strong>s différentes parties <strong>de</strong>s organes sur les images d'un scanner (en particulier dans le cas <strong>de</strong>s<br />
angioscanners). Plus le kilovoltage du tube à rayons X est bas, plus le contraste est fort,<br />
car les rayons X à basse énergie sont mieux absorbés par l’io<strong>de</strong>, qui est <strong>de</strong>nse, que par les tissus<br />
environnants. Cependant, <strong>pour</strong> maintenir <strong>de</strong>s niveaux <strong>de</strong> bruit suffisamment bas, il faut en<br />
général ajuster en conséquence le courant du tube. Mais <strong>pour</strong> un rapport contraste / bruit<br />
constant, les étu<strong>de</strong>s sur l’angioscanner montrent qu’il est possible <strong>de</strong> réduire significativement<br />
<strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation en rég<strong>la</strong>nt <strong>la</strong> tension à 80 kV ou 100 kV au lieu <strong>de</strong> 120 kV (figure 34).<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Chez les patients plus corpulents, qui présentent une atténuation <strong>de</strong>s rayons X plus importante,<br />
le débit du tube à rayons X à <strong>de</strong>s niveaux <strong>de</strong> kilovoltage plus bas risque <strong>de</strong> ne pas être suffisant<br />
<strong>pour</strong> produire le rapport contraste / bruit requis. Pour ces patients, il faudra sélectionner une<br />
tension plus élevée, bien que ce<strong>la</strong> implique une <strong>réduction</strong> du contraste obtenu par l’io<strong>de</strong>.<br />
Par manque <strong>de</strong> temps, les manipu<strong>la</strong>teurs et les mé<strong>de</strong>cins ne peuvent pas mesurer l’atténuation<br />
spécifique <strong>de</strong> chaque patient. Ils ont donc besoin d’outils automatisés capables <strong>de</strong> définir<br />
<strong>la</strong> combinaison tension / courant optimale <strong>pour</strong> chaque patient en fonction <strong>de</strong> son topogramme<br />
et du protocole d’examen sélectionné.<br />
59
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
A B C<br />
Fig. 34<br />
Trois angiographies différentes effectuées avec trois paramétrages<br />
<strong>de</strong> courant et tension distincts. Remarquez que le contraste moyen<br />
dans l’aorte est plus fort avec un rég<strong>la</strong>ge <strong>de</strong> 100 kV.<br />
A : 120 kV 330 mAs, CTDI vol = 43.1 mGy, contraste moyen aorte : 322 HU<br />
B : 100 kV 330 mAs, CTDI vol = 31,8 mGy, contraste moyen aorte : 561 HU<br />
C : 100 kV 230 mAs, CTDI vol = 21,2 mGy, contraste moyen aorte : 559 HU<br />
3. Tomo<strong>de</strong>nsitométrie pédiatrique<br />
Les examens radiologiques sont beaucoup moins pratiqués sur les enfants que sur les adultes,<br />
parce que l’organisme <strong>de</strong>s enfants est encore en cours <strong>de</strong> développement et que les enfants<br />
comprennent rarement <strong>la</strong> coopération que l’on attend d’eux (par ex. : l’apnée). Cependant,<br />
le scanner est très important <strong>pour</strong> le traitement <strong>de</strong>s patients en pédiatrie, surtout en ce qui<br />
concerne l’imagerie <strong>de</strong>s poumons, le traitement <strong>de</strong>s malformations congénitales et les soins<br />
intensifs. Le principe ALARA (As Low As Reasonably Achievable) est donc crucial en pédiatrie.<br />
Ce principe consiste à toujours sélectionner <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>la</strong> plus faible possible, tout en s’assurant<br />
qu’elle permette d’établir un diagnostic fiable.<br />
La technologie double source du SOMATOM Definition F<strong>la</strong>sh <strong>de</strong> <strong>Siemens</strong>, par exemple,<br />
offre <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s efficaces inférieures à 0,5 mSv en pédiatrie, avec une qualité d’image<br />
pleinement satisfaisante. Grâce à <strong>la</strong> vitesse d’acquisition élevée <strong>de</strong> l’appareil et aux très gran<strong>de</strong>s<br />
valeurs du pitch utilisées ("F<strong>la</strong>sh Spiral"), même les enfants les plus récalcitrants peuvent<br />
être examinés sans sédation, ce qui permet <strong>de</strong> diminuer le stress du patient et d’économiser<br />
du temps et <strong>de</strong> l’argent.<br />
60
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Comptes rendus dosimétriques structurés<br />
Les scanners SOMATOM intègrent <strong>de</strong>puis 1990 une fonctionnalité <strong>de</strong> consignation <strong>de</strong>s<br />
paramètres dosimétriques, tels que l’in<strong>de</strong>x <strong>de</strong> <strong>dose</strong> scanographique (CTDI) et le produit <strong>dose</strong><br />
longueur (PDL). Pour chaque examen, les informations correspondantes sont disponibles dans<br />
le dossier du patient et peuvent être consultées et archivées ultérieurement.<br />
En tant que premier fabricant <strong>de</strong> scanners, <strong>Siemens</strong> propose désormais <strong>de</strong>s comptes rendus<br />
dosimétriques structurés <strong>pour</strong> quasiment tous les produits <strong>de</strong> son portefeuille en<br />
tomo<strong>de</strong>nsitométrie.<br />
Ces comptes rendus comprennent <strong>de</strong>s données complètes <strong>pour</strong> chaque acte irradiant, y compris<br />
<strong>de</strong>s informations sur <strong>la</strong> <strong>dose</strong> cumulée et sur le contexte <strong>de</strong> l’exposition. Un acte irradiant est<br />
défini comme une irradiation continue du patient ; ainsi, un topogramme et le scanner spiralé<br />
associé sont considérés comme <strong>de</strong>ux actes distincts. Les détails <strong>de</strong> ces comptes rendus incluent<br />
les données démographiques du patient, <strong>de</strong>s informations sur l’examen, <strong>la</strong> géométrie et <strong>la</strong><br />
technique d’imagerie, ainsi que toutes les mesures c<strong>la</strong>ssiques <strong>de</strong> <strong>dose</strong> (CTDI vol , PDL...). Fournies<br />
sous forme électronique, les données peuvent être transmises vers n’importe quel système <strong>de</strong><br />
consultation, stockage ou traitement <strong>de</strong>s informations <strong>de</strong> <strong>dose</strong>, notamment <strong>de</strong>s PACS ou <strong>de</strong>s<br />
postes <strong>de</strong> travail, en vue <strong>de</strong> leur analyse ultérieure.<br />
Tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
CARE Analytics<br />
Les comptes rendus dosimétriques structurés peuvent servir <strong>de</strong> composant central dans le cadre<br />
d’une initiative <strong>de</strong> contrôle qualité en matière <strong>de</strong> <strong>dose</strong> au sein d’un établissement.<br />
<strong>Siemens</strong> a développé un nouvel outil : CARE Analytics, aux fins <strong>de</strong> l’évaluation et <strong>de</strong> l’analyse<br />
<strong>de</strong>s informations correspondantes. Autonome, il peut être installé sur tout poste <strong>de</strong> travail<br />
ou PC <strong>de</strong> bureau.<br />
CARE Analytics permet <strong>de</strong> traiter automatiquement les données <strong>de</strong>s comptes rendus<br />
dosimétriques structurés ou <strong>de</strong> les intégrer aux bases <strong>de</strong> données <strong>de</strong> l’établissement afin <strong>de</strong><br />
fournir une vue d’ensemble exhaustive <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation <strong>de</strong>s différents examens et <strong>de</strong><br />
communiquer <strong>de</strong>s informations garantissant l’optimisation efficace <strong>de</strong>s protocoles d’acquisition.<br />
La transparence en matière <strong>de</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong> rayonnement est ainsi assurée. Avec l’implémentation<br />
<strong>de</strong>s comptes rendus dosimétriques structurés et <strong>de</strong> CARE Analytics, les scanners SOMATOM<br />
marquent une nouvelle étape dans <strong>la</strong> gestion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong>.<br />
61
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
II.B. Utilization Management - Un service<br />
proactif <strong>pour</strong> les scanners SOMATOM<br />
Definition<br />
<strong>Siemens</strong> Utilization Management<br />
<strong>Siemens</strong> Utilization Management (UM) est un service proactif <strong>de</strong> <strong>Siemens</strong> UPTIME qui fournit<br />
<strong>de</strong>s données d’utilisation propres aux systèmes, collectées électroniquement via <strong>Siemens</strong><br />
Remote Service (SRS). L’accès à ces informations détaillées permet aux clients d’exploiter<br />
tout le potentiel <strong>de</strong> leurs systèmes. Ils bénéficient en effet régulièrement d’analyses d’utilisation<br />
complètes accompagnées <strong>de</strong> valeurs <strong>de</strong> référence anonymes sur <strong>de</strong>s systèmes équivalents en<br />
service dans d’autres établissements, ainsi que d’informations sur les <strong>dose</strong>s.<br />
Les comptes rendus sont générés par <strong>Siemens</strong> et mis à disposition <strong>de</strong>s clients par le biais<br />
d’un accès personnalisé sur le portail LifeNet UPTIME Services. Grâce à ce portail Web sécurisé<br />
<strong>de</strong> <strong>Siemens</strong>, les clients disposent <strong>de</strong> toutes les informations dont ils ont besoin <strong>pour</strong> gérer <strong>la</strong><br />
productivité <strong>de</strong> leurs équipements <strong>de</strong> diagnostic <strong>Siemens</strong>, via un simple accès Internet.<br />
62
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Nouvelle fonctionnalité : le compte rendu dosimétrique<br />
Le compte rendu dosimétrique est une nouvelle fonctionnalité du service Utilisation<br />
Management (UM) consignant les données d’exposition totale aux rayonnements et d’utilisation<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong>, à un rythme mensuel ou plurimensuel.<br />
Avec UM, les informations sur <strong>la</strong> <strong>dose</strong> sont consultables dans tous les comptes rendus<br />
(basiques et avancés) <strong>pour</strong> les systèmes SOMATOM Definition (à partir <strong>de</strong> <strong>la</strong> version logicielle<br />
syngo CT 2008B). Le suivi <strong>de</strong>s détails <strong>de</strong> l’utilisation <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> et <strong>de</strong>s systèmes est ainsi facilité<br />
sur le lieu d’examen. Les utilisateurs peuvent consulter ces comptes rendus afin <strong>de</strong> savoir si <strong>de</strong>s<br />
valeurs spécifiques ont été dépassées, indiquant l’administration d’une <strong>dose</strong> <strong>de</strong> rayonnement<br />
importante.<br />
Ce nouveau compte rendu dosimétrique présente aux opérateurs une vue d’ensemble<br />
du nombre total et <strong>de</strong> <strong>la</strong> répartition <strong>de</strong> l’ensemble <strong>de</strong>s protocoles sélectionnés, ainsi que<br />
les informations sur <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>pour</strong> <strong>la</strong> pério<strong>de</strong> concernée. Pour un examen scanographique,<br />
les valeurs pertinentes concernent l’in<strong>de</strong>x <strong>de</strong> <strong>dose</strong> scanographique du volume (CTDI vol )<br />
et le produit <strong>dose</strong> longueur (PDL).<br />
Les avantages sont multiples :<br />
1. Visibilité <strong>de</strong> l’utilisation <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> sur un mois ou plusieurs fois par mois ;<br />
meilleure information <strong>de</strong>s mé<strong>de</strong>cins sur l’exposition <strong>de</strong>s patients<br />
Dose<br />
Documentation<br />
2. Suivi facilité <strong>de</strong>s détails <strong>de</strong> l’utilisation <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> et <strong>de</strong>s systèmes sur le lieu d’examen<br />
3. Sécurité <strong>de</strong>s patients accrue<br />
4. Exigences satisfaites concernant <strong>la</strong> disponibilité <strong>de</strong>s détails re<strong>la</strong>tifs à <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
<strong>de</strong>s procédures spécifiques<br />
5. Compte rendu proposé en quatre <strong>la</strong>ngues (allemand, ang<strong>la</strong>is, français et espagnol)<br />
Grâce à <strong>de</strong>s contrats sur mesure, <strong>Siemens</strong> UPTIME Services offre <strong>de</strong>s options quasiment<br />
illimitées, <strong>de</strong>s modules éprouvés et solutions librement adaptables au service partagé,<br />
aidant le personnel à réaliser lui-même certaines tâches individuelles.<br />
Pour plus d’informations, ren<strong>de</strong>z-vous sur : www.siemens.com/Performancep<strong>la</strong>ns.<br />
63
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
II.C. Imagerie molécu<strong>la</strong>ire – Mé<strong>de</strong>cine nucléaire<br />
1. Doses et risques liés à l’irradiation en imagerie<br />
molécu<strong>la</strong>ire – mé<strong>de</strong>cine nucléaire<br />
En mé<strong>de</strong>cine nucléaire, l’irradiation n’est pas directement liée à l’appareil d’imagerie mais<br />
aux produits radiopharmaceutiques administrés et à leurs propriétés. Elle est indépendante<br />
du nombre d’images acquises. La <strong>dose</strong> efficace est proportionnelle à l’activité administrée,<br />
qui renvoie à <strong>la</strong> quantité d’isotopes. L’activité se mesure en becquerels (Bq) et en curies (Ci) :<br />
1 Bq équivaut à 1 désintégration par secon<strong>de</strong>, et 1 Ci à 3,7 x 10 10 désintégrations par secon<strong>de</strong>.<br />
Les autres paramètres physiques à prendre en compte sont <strong>la</strong> <strong>de</strong>mi-vie, le type et les propriétés<br />
du rayonnement émis. Par conséquent, il convient d’utiliser <strong>de</strong>s isotopes affichant une <strong>de</strong>mi-vie<br />
physique correspondant à <strong>la</strong> durée totale <strong>de</strong> l’examen afin d’éviter toute irradiation<br />
supplémentaire inutile due à <strong>de</strong>s isotopes présentant une <strong>de</strong>mi-vie supérieure.<br />
De plus, les isotopes émettant exclusivement <strong>de</strong>s rayons gamma, tels que 99m Tc, ou <strong>de</strong>s positons,<br />
tels que 18 F, sont à privilégier. En effet, les autres rayonnements augmentent <strong>la</strong> <strong>dose</strong> efficace<br />
sans améliorer l’image diagnostique.<br />
Les paramètres biologiques correspon<strong>de</strong>nt aux propriétés pharmacocinétiques <strong>de</strong>s produits<br />
radiopharmaceutiques qui influencent <strong>la</strong> <strong>de</strong>mi-vie biologique et le modèle <strong>de</strong> distribution et<br />
évoluent dynamiquement après application. La <strong>de</strong>mi-vie effective combine les effets <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
désintégration physique (<strong>de</strong>mi-vie physique) et <strong>de</strong> l’excrétion (<strong>de</strong>mi-vie biologique) :<br />
1/T 1/2eff = 1/T 1/2phys + 1/T 1/2biol<br />
Le calcul <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> efficace d’un individu est extrêmement fastidieux car, outre les paramètres<br />
précé<strong>de</strong>nts, l’anatomie (taille et forme <strong>de</strong>s organes, distances) influe également sur le résultat.<br />
Ce calcul reflète non seulement <strong>la</strong> concentration du traceur dans le tissu et son auto-irradiation,<br />
mais également <strong>la</strong> <strong>dose</strong> délivrée au reste du corps par type <strong>de</strong> rayonnement longue portée<br />
(rayons g et rayons d’annihi<strong>la</strong>tion). Des simplifications sont donc adoptées, telles que <strong>la</strong><br />
standardisation anatomique, <strong>pour</strong> évaluer <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>de</strong>s fins diagnostiques,<br />
comme avec le logiciel OLINDA (Organ Level INternal Dose Assessment).<br />
64
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Les notices livrées avec les radiopharmaceutiques indiquent en MBq <strong>la</strong> <strong>dose</strong> efficace<br />
administrée et <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée par les différents organes, au moins les plus critiques,<br />
<strong>pour</strong> un patient standard, en fonction <strong>de</strong> sa taille et <strong>de</strong> son poids, du modèle <strong>de</strong> distribution<br />
et <strong>de</strong> l’excrétion du produit.<br />
L’impact du système sur <strong>la</strong> <strong>dose</strong> se limite à ses exigences d’activité minimale <strong>pour</strong> une qualité<br />
d’image et une durée d’acquisition données.<br />
Comme en radiographie diagnostique p<strong>la</strong>naire et en tomographie, il existe une vaste p<strong>la</strong>ge<br />
<strong>de</strong> <strong>dose</strong>s efficaces types <strong>pour</strong> différentes procédures <strong>de</strong> mé<strong>de</strong>cine nucléaire. Certaines sont<br />
bien en <strong>de</strong>çà <strong>de</strong> 1 mSv (comme le test <strong>de</strong> Schilling), tandis que d’autres excè<strong>de</strong>nt 10 mSv<br />
(à l’instar <strong>de</strong> <strong>la</strong> scintigraphie au gallium). La plupart <strong>de</strong>s procédures impliquent cependant <strong>de</strong>s<br />
<strong>dose</strong>s comprises entre 1 et 10 mSv.<br />
Avec les appareils hybri<strong>de</strong>s, l’irradiation n’est pas uniquement due aux radiopharmaceutiques :<br />
elle dérive aussi <strong>de</strong> <strong>la</strong> composante tomo<strong>de</strong>nsitométrique. Les avancées en matière <strong>de</strong><br />
technologies <strong>de</strong> scanographie permettent <strong>de</strong> réduire l’activité injectée et donc <strong>la</strong> <strong>dose</strong> efficace.<br />
Néanmoins, d’autres considérations interviennent :<br />
1. L’utilisation <strong>de</strong> rayonnements ionisés requiert systématiquement une indication<br />
justifiée. Un autre examen peut-il raisonnablement offrir le même résultat clinique <br />
2. La <strong>dose</strong> diagnostique globale peut-elle être réduite grâce à une combinaison<br />
judicieuse <strong>de</strong> différents types d’examens Une p<strong>la</strong>nification clinique efficace<br />
peut limiter le nombre d’examens scanographiques si <strong>la</strong> tomographie diagnostique<br />
et <strong>la</strong> tomographie d’imagerie hybri<strong>de</strong> sont regroupées en un seul scan.<br />
3. Les isotopes d’une <strong>de</strong>mi-vie plus courte et émettant le type <strong>de</strong> rayons approprié<br />
peuvent sensiblement diminuer l’exposition <strong>de</strong>s patients. Par exemple, l’utilisation<br />
<strong>de</strong> 123 I-MIBG au lieu <strong>de</strong> 131 I-MIBG dans le diagnostic <strong>de</strong>s tumeurs neuroendocrines<br />
améliore <strong>la</strong> qualité <strong>de</strong> l’image et réduit l’exposition aux rayonnements, en raison <strong>de</strong> sa<br />
<strong>de</strong>mi-vie nettement inférieure (13 heures contre 8 jours) et du type <strong>de</strong> rayons qu’il<br />
émet (gamma avec une énergie maximale <strong>de</strong> 151 keV contre bêta + gamma).<br />
De même, recourir à un TEP au FDG au lieu d’une scintigraphie au 67 Ga en cas <strong>de</strong><br />
lymphome et d’inf<strong>la</strong>mmation garantit une exposition moindre mais également une<br />
qualité et une précision <strong>de</strong> l’image bien supérieures. De plus, le dé<strong>la</strong>i entre l’injection<br />
et <strong>la</strong> fin <strong>de</strong> l’examen est considérablement raccourci (1,5–2 heures contre 3–4 jours).<br />
Imagerie<br />
molécu<strong>la</strong>ire<br />
65
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
4. Le choix du produit radiopharmaceutique peut aussi contribuer à limiter l’irradiation.<br />
Ainsi, <strong>la</strong> c<strong>la</strong>irance et <strong>la</strong> fixation rénale <strong>de</strong> 99m Tc-MAG3 sont plus élevées que celles<br />
<strong>de</strong> 99m Tc-DTPA. L’activité injectée peut donc être diminuée d’un facteur <strong>de</strong> 2 sans<br />
impact sur <strong>la</strong> qualité et <strong>la</strong> précision <strong>de</strong> l’image nécessaire au bi<strong>la</strong>n urodynamique.<br />
5. En contexte clinique, obtenir une qualité d’image optimale via l’association d’une forte<br />
quantité d’activité injectée et d’outils avancés d’acquisition et <strong>de</strong> reconstruction<br />
n’est pas toujours impératif. Dans certains cas, une qualité d’image moindre suffit,<br />
ce qui permet <strong>de</strong> limiter l’activité injectée.<br />
6. Plusieurs pays ont publié <strong>de</strong>s directives re<strong>la</strong>tives aux activités standard maximales<br />
par type d’examen. Les activités pédiatriques peuvent être calculées selon <strong>de</strong>s règles<br />
spécifiques. Autrefois, les <strong>dose</strong>s efficaces étaient re<strong>la</strong>tivement élevées <strong>pour</strong> les<br />
enfants en raison d’ajustements insuffisants. Depuis, les directives ont été modifiées<br />
en conséquence.<br />
2. Technologies <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en TEP•TDM<br />
Quelques innovations <strong>Siemens</strong> en matière <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> dans le domaine <strong>de</strong> l’imagerie<br />
molécu<strong>la</strong>ire :<br />
1. CARE Dose4D<br />
2. LSO HI-REZ<br />
3. TrueV<br />
4. HD•PET<br />
5. Adaptive Dose Shield<br />
6. Adaptive Cardio Sequence<br />
7. ultraHD•PET<br />
8. IRIS<br />
66
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Biograph<br />
1994<br />
1999<br />
2006<br />
2007<br />
Avec TrueV<br />
Sans TrueV<br />
CARE Dose4D<br />
LSO HI-REZ<br />
TrueV<br />
HD•PET<br />
2007<br />
2007<br />
2008<br />
2009<br />
Bouclier<br />
anti-<strong>dose</strong><br />
Recon.<br />
données<br />
images<br />
Correction<br />
image<br />
Bouclier<br />
anti-<strong>dose</strong><br />
Adaptive<br />
Dose Shield<br />
Adaptive Cardio<br />
Sequence<br />
ultraHD•PET<br />
IRIS<br />
À mesure que s’éveillent les consciences concernant <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong> rayonnements reçue par les<br />
patients, les modalités hybri<strong>de</strong>s font l’objet d’attentions toutes particulières en raison <strong>de</strong><br />
<strong>la</strong> double nature <strong>de</strong> leur technique d’imagerie (scanner et TEP) qui implique une irradiation<br />
conséquente. Chacune <strong>de</strong> ces modalités doit donc optimiser les informations diagnostiques<br />
tout en réduisant <strong>la</strong> <strong>dose</strong> injectée et le rayonnement résultant <strong>de</strong> l’examen scanographique.<br />
Les avancées dans ces <strong>de</strong>ux domaines ont abouti à une <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong> 50-60 %.<br />
Les sections ci-après décrivent les principales innovations <strong>de</strong> <strong>la</strong> gamme TEP-TDM <strong>Siemens</strong><br />
Biograph®. Nombre d’entre elles constituent <strong>de</strong>s exclusivités et garantissent une gran<strong>de</strong><br />
souplesse en termes <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> et <strong>de</strong> vitesse d’acquisition.<br />
Imagerie<br />
molécu<strong>la</strong>ire<br />
Ainsi, le Biograph mCT limite l’irradiation tout en accélérant l’examen, évitant au mé<strong>de</strong>cin<br />
d’avoir à faire <strong>de</strong>s compromis.<br />
Pour plus d’informations, consultez le site www.siemens.com/min<strong>dose</strong>maxspeed<br />
67
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
LSO HI-REZ<br />
Dans les années 1990, <strong>Siemens</strong> a travaillé au développement d’un nouveau cristal <strong>de</strong><br />
scintil<strong>la</strong>tion <strong>pour</strong> l’imagerie TEP clinique, appelé orthosilicate <strong>de</strong> lutécium (LSO). Lorsqu’il est<br />
frappé par un photon d’une énergie <strong>de</strong> 511 keV issu d’un produit radiopharmaceutique <strong>de</strong> TEP,<br />
ce cristal émet plus <strong>de</strong> lumière que les matériaux utilisés précé<strong>de</strong>mment, et ce, <strong>de</strong> manière plus<br />
rapi<strong>de</strong> et avec une rémanence plus faible. Ces propriétés favorisent l’efficacité du système <strong>de</strong><br />
détection TEP tout en évitant <strong>la</strong> perte d’informations nécessaires et <strong>la</strong> diminution <strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité<br />
d’image. La <strong>dose</strong> injectée a donc pu être limitée sans nuire à l’image ni à <strong>la</strong> rapidité <strong>de</strong> l’examen.<br />
Parallèlement, le LSO a donné naissance à une autre innovation : le HI-REZ, au cœur du<br />
détecteur. L’augmentation du ren<strong>de</strong>ment lumineux a permis <strong>de</strong> modifier <strong>la</strong> configuration du<br />
cristal et d’accroître simultanément <strong>la</strong> résolution. Les pixels du détecteur sont ainsi passés <strong>de</strong> 6<br />
à 4 mm 2 , améliorant <strong>la</strong> résolution d’environ 250 %.<br />
Fig. 35<br />
LSO HI-REZ.<br />
68
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
True V<br />
La gamme <strong>de</strong>s TEP•TDM, les Biograph, bénéficie d’une fonctionnalité exclusive dédiée à <strong>la</strong><br />
<strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> : TrueV. Celle-ci étend le champ <strong>de</strong> vue <strong>de</strong>s détecteurs TEP le long <strong>de</strong> l’axe z<br />
du patient afin <strong>de</strong> favoriser <strong>la</strong> capture d’une plus gran<strong>de</strong> quantité d’informations dans chaque<br />
position <strong>de</strong> lit. La technologie TEP <strong>de</strong>s Biograph exploite les acquisitions 3D, garantissant une<br />
amélioration exceptionnelle <strong>de</strong> l’acquisition <strong>de</strong> données à <strong>la</strong> moindre extension du champ <strong>de</strong><br />
vue. Un champ 33 % supérieur assure en effet une hausse <strong>de</strong> productivité <strong>de</strong> près <strong>de</strong> 75 %.<br />
La TEP est une modalité qui utilise une succession <strong>de</strong> positions <strong>de</strong> lit <strong>pour</strong> couvrir le corps<br />
du patient, <strong>de</strong>s yeux au milieu <strong>de</strong>s cuisses, <strong>pour</strong> <strong>la</strong> plupart <strong>de</strong>s examens.<br />
Avec TrueV, le même volume peut être traité avec un nombre inférieur <strong>de</strong> positions <strong>de</strong> lit.<br />
Par ailleurs, chaque position affiche une sensibilité accrue. Grâce à ces atouts, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> injectée<br />
au patient peut être divisée par <strong>de</strong>ux sans impact sur les autres paramètres <strong>de</strong> l’examen,<br />
notamment <strong>la</strong> qualité d’image.<br />
Sans TrueV<br />
Avec TrueV<br />
Imagerie<br />
molécu<strong>la</strong>ire<br />
Fig. 36<br />
True V.<br />
69
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
HD•PET<br />
La qualité d’image du système TEP•TDM est un aspect capital <strong>pour</strong> le mé<strong>de</strong>cin nucléaire.<br />
Réduire <strong>la</strong> <strong>dose</strong> ou <strong>la</strong> durée <strong>de</strong> l’examen au détriment <strong>de</strong> <strong>la</strong> fiabilité du diagnostic ne présente<br />
évi<strong>de</strong>mment aucun intérêt. C’est <strong>la</strong> raison <strong>pour</strong> <strong>la</strong>quelle les Biograph intègrent <strong>la</strong> fonctionnalité<br />
HD•PET, une technique unique d’amélioration <strong>de</strong> <strong>la</strong> résolution exploitant <strong>de</strong>s fonctions <strong>de</strong><br />
dispersion ponctuelle au cours <strong>de</strong> <strong>la</strong> reconstruction. Grâce à une parfaite connaissance <strong>de</strong>s<br />
caractéristiques du système <strong>de</strong> détection TEP, nous sommes en mesure d’optimiser <strong>la</strong> résolution<br />
<strong>de</strong> l’image et <strong>de</strong> <strong>la</strong> préserver sur l’ensemble du champ <strong>de</strong> vue. En cas <strong>de</strong> non-recours à une<br />
fonction <strong>de</strong> dispersion ponctuelle, <strong>la</strong> résolution se dégra<strong>de</strong> fortement à mesure qu’on s’éloigne<br />
du centre du champ <strong>de</strong> vue. HD•PET est une innovation qui présente un autre avantage :<br />
étant donné qu’elle restaure <strong>la</strong> résolution du système <strong>de</strong> détection, elle réduit également<br />
le bruit <strong>de</strong>s images. Le processus <strong>de</strong> reconstruction reproduit en effet plus efficacement <strong>la</strong><br />
réalité <strong>de</strong> <strong>la</strong> mesure car il tient compte <strong>de</strong>s caractéristiques précises du système <strong>de</strong> détection.<br />
Fig. 37<br />
HD•PET.<br />
70
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
ultraHD•PET<br />
L’ultraHD•PET contribue à limiter le bruit <strong>de</strong>s images grâce à l’algorithme HD•PET, maximisant<br />
leur résolution et leur uniformité sur tout le champ <strong>de</strong> vue, et enrichit les données TEP <strong>pour</strong><br />
l’information temps <strong>de</strong> vol. En i<strong>de</strong>ntifiant le moment précis auquel chacun <strong>de</strong>s <strong>de</strong>ux photons<br />
atteint les détecteurs, le système électronique sophistiqué peut localiser l’événement mesuré<br />
le long <strong>de</strong> <strong>la</strong> ligne <strong>de</strong> réponse. Comme les photons se dép<strong>la</strong>cent à <strong>la</strong> vitesse <strong>de</strong> <strong>la</strong> lumière,<br />
<strong>la</strong> résolution temporelle du système TEP doit permettre <strong>de</strong> mesurer le dé<strong>la</strong>i entre l’arrivée<br />
<strong>de</strong> chaque photon, qui est <strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong> <strong>la</strong> picosecon<strong>de</strong>. En localisant l’événement au niveau du<br />
corps du patient sur <strong>la</strong> ligne <strong>de</strong> réponse à partir <strong>de</strong>s informations du temps <strong>de</strong> vol, le processus<br />
<strong>de</strong> reconstruction peut atténuer le bruit <strong>de</strong>s images et permettre <strong>de</strong> réduire <strong>de</strong> moitié <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
injectée au patient sans affecter <strong>la</strong> qualité d’image.<br />
Le Biograph mCT est le seul système TEP•TDM combinant le champ <strong>de</strong> vue étendu <strong>de</strong> TrueV<br />
et l’ultraHD•PET et offrant une <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> 50 % <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> injectée ainsi qu’une amélioration<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> vitesse <strong>de</strong> l’examen, ce qui élimine tout compromis entre <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> ou rapidité<br />
d’acquisition.<br />
Imagerie<br />
molécu<strong>la</strong>ire<br />
Fig. 38<br />
ultraHD•PET.<br />
71
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Biograph : innovations en tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
Les fonctionnalités IRIS, CARE Dose4D, Adaptive Dose Shield et Adaptive Cardio Sequence ont<br />
été présentées dans les sections <strong>de</strong> ce gui<strong>de</strong> consacrées à <strong>la</strong> scanographie.<br />
Toutes les innovations en matière <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> disponibles sur les scanners Emotion,<br />
Sensation et Definition AS sont également proposées sur le Biograph mCT.<br />
Recon.<br />
données<br />
images<br />
Correction<br />
image<br />
IRIS<br />
CARE Dose4D<br />
Bouclier<br />
anti-<strong>dose</strong><br />
Bouclier<br />
anti-<strong>dose</strong><br />
Adaptive Dose Shield<br />
Adaptive Cardio Sequence<br />
Fig. 39<br />
Innovations du Biograph en TDM.<br />
72
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
3. Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en SPECT<br />
Quelques innovations <strong>Siemens</strong> en matière <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> dans le domaine <strong>de</strong> l’imagerie<br />
molécu<strong>la</strong>ire :<br />
1. CARE Dose4D<br />
2. Détecteurs HD<br />
3. Détecteurs UFC<br />
4. Reconstruction itérative F<strong>la</strong>sh<br />
5. Protocoles pédiatriques<br />
6. Scanner spiralé <strong>de</strong> diagnostic<br />
7. Contrôle qualité automatique<br />
8. IQ•SPECT<br />
Symbia<br />
1994<br />
1996<br />
1997<br />
Rayons X<br />
2002<br />
Projection<br />
UFC<br />
Mise<br />
à jour<br />
Comparaison<br />
Lumière<br />
Rétroprojection<br />
CARE Dose4D<br />
Détecteurs HD<br />
UFC<br />
F<strong>la</strong>sh<br />
2002<br />
2005<br />
2006<br />
2007<br />
Imagerie<br />
molécu<strong>la</strong>ire<br />
t<br />
Protocoles<br />
pédiatriques<br />
80 kV<br />
DSCT<br />
Contrôle<br />
qualité<br />
automatique<br />
IQ•SPECT<br />
73
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Les procédures d’imagerie SPECT•TDM se déclinent en quatre gran<strong>de</strong>s disciplines cliniques :<br />
cardiologie, oncologie, imagerie générale et neurologie. La <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> revêt une<br />
même importance <strong>pour</strong> chacune d’elles, mais en mé<strong>de</strong>cine nucléaire, l’imagerie hybri<strong>de</strong><br />
(SPECT•TDM et TEP•TDM) permet, contrairement au scanner ou à l’IRM, d’optimiser <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>ux manières : en diminuant <strong>la</strong> quantité <strong>de</strong> produits radiopharmaceutiques injectés et en<br />
limitant le rayonnement émis par le scanner hybri<strong>de</strong>. Bien que l’accent soit principalement<br />
mis sur ce <strong>de</strong>rnier aspect, <strong>la</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> injectée en imagerie SPECT est aussi critique<br />
<strong>pour</strong> <strong>la</strong> sécurité <strong>de</strong>s patients.<br />
Il est également essentiel <strong>de</strong> souligner qu’il n’existe, dans le mon<strong>de</strong>, que cinq réacteurs<br />
nucléaires assurant <strong>la</strong> production <strong>de</strong> technétium ( 99m Tc), le traceur le plus utilisé en SPECT.<br />
Certains <strong>de</strong> ces réacteurs ont été mis hors service à <strong>de</strong>s fins <strong>de</strong> maintenance, affectant<br />
<strong>la</strong> disponibilité <strong>de</strong> 99m Tc à l’échelle internationale et mettant en évi<strong>de</strong>nce <strong>la</strong> nécessité d’une<br />
utilisation plus efficace <strong>de</strong> ce traceur. Réduire <strong>la</strong> <strong>dose</strong> injectée par patient constitue par<br />
conséquent une priorité afin que les hôpitaux puissent prendre en charge tous leurs patients.<br />
La gamme <strong>Siemens</strong> Symbia® fait figure <strong>de</strong> référence dans ce domaine, avec <strong>de</strong>s systèmes<br />
diagnostiques SPECT•TDM affichant une intégration exemp<strong>la</strong>ire et <strong>de</strong>s fonctionnalités<br />
qui assurent une <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> jusqu’à 75 % sans nuire à <strong>la</strong> qualité d’image.<br />
Ce chapitre présente un aperçu <strong>de</strong>s diverses innovations Symbia en <strong>la</strong> matière.<br />
Pour plus d’informations, consultez le site www.siemens.com/min<strong>dose</strong>maxspeed.<br />
74
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Détecteurs HD<br />
La toute <strong>de</strong>rnière technologie <strong>de</strong> détecteurs HD <strong>de</strong> Symbia garantit une qualité d’image<br />
remarquable et homogène. Indépendante <strong>de</strong> l’énergie, <strong>la</strong> réponse du système électronique <strong>de</strong><br />
détection hautement intégré élimine les défauts d’uniformité provenant <strong>de</strong>s différents isotopes.<br />
Les corrections en temps réel et le rég<strong>la</strong>ge individuel <strong>de</strong>s photomultiplicateurs contribuent<br />
également à limiter les calibrations p<strong>la</strong>nifiées du système et les interventions <strong>de</strong>s utilisateurs.<br />
En association avec les collimateurs AUTOFORM <strong>de</strong> <strong>Siemens</strong>, Symbia bénéficie d’une excellente<br />
sensibilité qui garantit un meilleur taux <strong>de</strong> comptage et une qualité d’image hors pair.<br />
26 % plus sensibles, les détecteurs HD <strong>de</strong> Symbia assurent :<br />
1. Une <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> injectée<br />
2. Une acquisition accélérée qui améliore le confort <strong>de</strong>s patients<br />
Imagerie<br />
molécu<strong>la</strong>ire<br />
Fig. 40<br />
Détecteurs HD.<br />
75
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Reconstruction itérative F<strong>la</strong>sh<br />
F<strong>la</strong>sh est une métho<strong>de</strong> <strong>de</strong> reconstruction itérative en SPECT qui améliore sensiblement<br />
<strong>la</strong> qualité d’image. La fidélité <strong>de</strong> <strong>la</strong> reconstruction dépend <strong>de</strong> <strong>la</strong> précision <strong>de</strong>s modèles physiques<br />
utilisés au cours <strong>de</strong> <strong>la</strong> formation <strong>de</strong> l’image. onco•F<strong>la</strong>sh et cardio•F<strong>la</strong>sh procurent une<br />
résolution spatiale supérieure et une <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> distorsion et <strong>de</strong>s artefacts. Les images<br />
sont par conséquent plus précises et plus faciles à interpréter. La technologie F<strong>la</strong>sh restaure<br />
<strong>la</strong> qualité <strong>de</strong>s images issues d’examens présentant un petit nombre d’événements détectés en<br />
raison <strong>de</strong> leur courte durée ou <strong>de</strong> <strong>la</strong> faible <strong>dose</strong> injectée. Les examens en mo<strong>de</strong> SPECT, corps<br />
entier et p<strong>la</strong>naire réalisés avec F<strong>la</strong>sh offrent <strong>de</strong>s gains <strong>de</strong> séparation, résolution et contraste<br />
<strong>de</strong>s images.<br />
F<strong>la</strong>sh assure :<br />
1. Une <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> moitié <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> injectée<br />
2. Une vitesse d’acquisition multipliée par <strong>de</strong>ux<br />
Projection<br />
Mise à<br />
jour<br />
Comparaison<br />
Rétroprojection<br />
Fig. 41<br />
Reconstruction itérative F<strong>la</strong>sh.<br />
76
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Contrôle qualité automatique<br />
Comportant <strong>de</strong>s tests quotidiens, hebdomadaires et mensuels automatiques, le contrôle qualité<br />
intervient <strong>de</strong> manière régulière et cohérente. Le contrôle qualité automatique exécute<br />
les tâches spécifiées <strong>de</strong> manière à les terminer avant le début <strong>de</strong> l’examen p<strong>la</strong>nifié suivant.<br />
Cette fonctionnalité exploite <strong>de</strong>s sources blindées intégrées : une source ponctuelle <strong>pour</strong><br />
les ajustements et le rég<strong>la</strong>ge du pic, une source linéaire <strong>pour</strong> l’uniformité extrinsèque et un<br />
manchon à cinq fentes <strong>pour</strong> le contrôle du centre <strong>de</strong> rotation et l’enregistrement multi-têtes.<br />
A l’issue du processus, un compte rendu consignant l’ensemble <strong>de</strong>s résultats du contrôle qualité<br />
est généré. L’intégration à <strong>Siemens</strong> Remote Service (SRS) est par ailleurs assurée.<br />
Avantages du contrôle qualité automatique :<br />
1. Processus fiable et reproductible<br />
2. Risque <strong>de</strong> renversement <strong>de</strong> sources ouvertes éliminé<br />
3. Réduction <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> reçue par l’opérateur<br />
4. Gain <strong>de</strong> temps mensuel pouvant atteindre 19,5 heures<br />
Imagerie<br />
molécu<strong>la</strong>ire<br />
Fig. 42<br />
Contrôle qualité automatique.<br />
77
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
IQ•SPECT<br />
IQ•SPECT collecte en cinq minutes plus d’informations cardiaques que ne le ferait un examen<br />
SPECT c<strong>la</strong>ssique en 20 minutes. Ses <strong>de</strong>ux collimateurs SMARTZOOM travaillent en tan<strong>de</strong>m<br />
<strong>pour</strong> suivre le cœur et optimiser sa position en vue <strong>de</strong> favoriser <strong>la</strong> rapidité et <strong>la</strong> précision <strong>de</strong><br />
l’acquisition, améliorant nettement le confort du patient et <strong>la</strong> ca<strong>de</strong>nce <strong>de</strong> l’appareil. Leur orbite<br />
cardio-centrique garantit <strong>la</strong> collecte d’un maximum <strong>de</strong> données cardiaques en un temps record.<br />
IQ•SPECT réalise une acquisition SPECT complète en seulement quatre minutes et ne nécessite<br />
que 60 secon<strong>de</strong>s supplémentaires <strong>pour</strong> corriger l’atténuation à partir <strong>de</strong> l’image scanner<br />
et calculer le score calcique.<br />
IQ•SPECT offre une sensibilité quatre fois supérieure et assure :<br />
1. Une <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> moitié <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> et <strong>de</strong> <strong>la</strong> durée d’acquisition<br />
2. Des examens quatre fois plus rapi<strong>de</strong>s<br />
3. Une diminution <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> injectée pouvant atteindre 50 %<br />
Fig. 43<br />
IQ•SPECT.<br />
78
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Symbia : innovations en tomo<strong>de</strong>nsitométrie<br />
La fonctionnalité CARE Dose4D, les protocoles pédiatriques et les détecteurs UFC ont été<br />
présentés dans les sections <strong>de</strong> ce gui<strong>de</strong> consacrées à <strong>la</strong> scanographie. Toutes ces innovations en<br />
matière <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> sont également disponibles sur les systèmes SPECT•TDM Symbia.<br />
CARE Dose4D<br />
Protocoles pédiatriques<br />
Rayons X<br />
UFC<br />
Imagerie<br />
molécu<strong>la</strong>ire<br />
Lumière<br />
UFC<br />
Scanner spiralé <strong>de</strong> diagnostic<br />
Fig. 44<br />
Symbia : innovations en tomo<strong>de</strong>nsitométrie.<br />
79
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
II.D. Angiographie<br />
1. Doses et risques liés à l’irradiation<br />
en angiographie<br />
Paramètres <strong>de</strong> <strong>dose</strong> spécifiques à l’angiographie<br />
Plusieurs paramètres <strong>de</strong> <strong>dose</strong> sont propres à l’angiographie, notamment <strong>la</strong> <strong>dose</strong> au détecteur,<br />
<strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau, le débit <strong>de</strong> <strong>dose</strong> et le Produit Dose Surface (PDS), qui seront abordés<br />
dans les sections suivantes.<br />
Dose et qualité d’image<br />
À l’époque où l’angiographie utilisait encore une technologie basée sur <strong>la</strong> pellicule<br />
photographique, plus <strong>la</strong> <strong>dose</strong> était élevée, meilleure était <strong>la</strong> qualité d’image.<br />
Avec les progrès réalisés en imagerie, l’opposition entre amélioration <strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité et <strong>réduction</strong><br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> est-t-elle toujours d’actualité <br />
En général, une faible <strong>dose</strong> va <strong>de</strong> pair avec une image médiocre : une qualité d’image<br />
supérieure impose, entre autres, une <strong>dose</strong> élevée. Il convient donc <strong>de</strong> déterminer <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
correcte, selon le tissu, <strong>pour</strong> obtenir le résultat souhaité.<br />
La solution rési<strong>de</strong> dans l’utilisation optimale <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> et <strong>de</strong> l’équipement.<br />
Oui<br />
La qualité d’image peut s’exprimer en termes <strong>de</strong> détectabilité. D’après Rose : 21<br />
Détectabilité ~ contraste physique · diamètre <strong>de</strong> l’objet · √<strong>dose</strong> au détecteur<br />
(Le contraste physique correspond à <strong>la</strong> différence d’absorption <strong>de</strong> rayons X entre les rayons du<br />
faisceau traversant l’objet <strong>de</strong> l’examen et les rayons adjacents.)<br />
21<br />
Rose A. Vision, human and electronic. Plenum Press, New York, 1973.<br />
80
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Comment ce<strong>la</strong> se traduit-il en angiographie La détectabilité <strong>de</strong>s lésions est directement liée<br />
à <strong>la</strong> <strong>dose</strong> au détecteur, <strong>pour</strong> un contraste physique et un diamètre <strong>de</strong> vaisseau donnés.<br />
Habituellement, une bonne qualité d’image requiert un contraste correct, un faible bruit<br />
et une résolution spatiale élevée. Dans ce cas, les détails les plus infimes seront visibles.<br />
Fig. 45<br />
Exemple d’image présentant un bon contraste, un faible bruit et une<br />
résolution spatiale élevée.<br />
Dose à <strong>la</strong> peau et sécurité en radioscopie<br />
Les systèmes mo<strong>de</strong>rnes <strong>de</strong> détection facilitent l’obtention <strong>de</strong> résultats <strong>de</strong> haute qualité<br />
grâce à <strong>la</strong> sélection du protocole approprié. La <strong>dose</strong> au détecteur requise sera automatiquement<br />
maintenue constante (autant que possible) par ajustement du débit <strong>de</strong> <strong>dose</strong> du tube.<br />
Cette régu<strong>la</strong>tion tient compte <strong>de</strong> <strong>la</strong> corpulence du patient.<br />
La <strong>dose</strong> est maximale au point d’entrée du faisceau dans le corps du patient. La mesure <strong>de</strong><br />
<strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée en ce point est précieuse car elle traduit <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau cumulée pendant<br />
toute <strong>la</strong> durée <strong>de</strong> <strong>la</strong> procédure, exprimée en mGy (1000 mGy = 1 Gy). Cette valeur ai<strong>de</strong><br />
à déterminer les dommages cutanés résultant <strong>de</strong> l’intervention.<br />
Angiographie<br />
Les systèmes <strong>de</strong> détection affichent et indiquent uniquement une estimation <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong><br />
peau au point <strong>de</strong> référence interventionnel (PRI). Les valeurs réelles peuvent différer selon <strong>la</strong><br />
morphologie du patient et d’autres paramètres géométriques, tels que <strong>la</strong> position <strong>de</strong> <strong>la</strong> table et<br />
<strong>de</strong> l’arceau.<br />
81
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
La figure 46 illustre les points auxquels sont mesurés <strong>la</strong> <strong>dose</strong> et le débit <strong>de</strong> <strong>dose</strong>.<br />
1. Le point rouge sur le corps du tube à rayons X indique <strong>la</strong> position du foyer.<br />
2. La distance source-image (DSI) est <strong>la</strong> distance entre le foyer et le récepteur d’image.<br />
Sur le système Artis zee, il s’agit d’un récepteur p<strong>la</strong>n.<br />
3. L’isocentre représente le point autour duquel pivote l’arceau.<br />
4. Le point <strong>de</strong> référence interventionnel est situé à 15 cm sous l’isocentre.<br />
Il représente le point d’entrée du patient.<br />
Le calcul <strong>de</strong>s valeurs <strong>de</strong> <strong>dose</strong> affichées est basé sur ce point.<br />
DSI = Distance<br />
source-image<br />
ISOcentre +<br />
PRI +<br />
15 cm DSI<br />
Chambre<br />
dosimétrique<br />
Foyer<br />
PRI = Point<br />
<strong>de</strong> référence<br />
interventionnel<br />
Fig. 46<br />
Représentation schématique <strong>de</strong> l’arceau du détecteur,<br />
du tube et <strong>de</strong> <strong>la</strong> table ; mesure <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> et du débit <strong>de</strong> <strong>dose</strong>.<br />
82
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Le point <strong>de</strong> référence interventionnel est utilisé <strong>pour</strong> <strong>la</strong> mesure <strong>de</strong>s valeurs suivantes :<br />
1. Produit Dose Surface (PDS) en µGy m 2<br />
2. Dose en mGy<br />
3. Débit <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en mGy/min<br />
Nota : le point <strong>de</strong> référence interventionnel ne varie pas selon <strong>la</strong> hauteur <strong>de</strong> <strong>la</strong> table.<br />
D’une manière générale, plus le point d’entrée du faisceau est proche du tube, plus <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
à <strong>la</strong> peau réelle est élevée et inversement.<br />
Le système <strong>Siemens</strong> Artis intègre <strong>de</strong>ux dispositifs <strong>de</strong> régu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> sécurité :<br />
1. Par défaut, le débit <strong>de</strong> <strong>dose</strong> à un emp<strong>la</strong>cement spécifique (30 cm face au détecteur)<br />
est limité à un niveau défini (par ex. : 10 R/min = 87 mGy/min <strong>pour</strong> l’Europe et les<br />
États-Unis). On considère que le point d’entrée du faisceau est i<strong>de</strong>ntique au point<br />
d’entrée du patient. Le débit <strong>de</strong> <strong>dose</strong> peut être augmenté par le biais <strong>de</strong> l’utilisation<br />
du bouton “Fluoro +” (bouton <strong>de</strong> contraste élevé). Une a<strong>la</strong>rme sonore retentit alors.<br />
2. Pendant l’examen radioscopique, un message s’affiche à l’écran toutes les cinq<br />
minutes, accompagné d’un son, afin <strong>de</strong> rappeler à l’opérateur <strong>la</strong> <strong>dose</strong> appliquée.<br />
Si ce <strong>de</strong>rnier ne reconnaît pas le message, l’exposition est interrompue au bout <strong>de</strong><br />
cinq minutes.<br />
Patient<br />
Le dispositif<br />
<strong>de</strong> régu<strong>la</strong>tion s’efforce<br />
<strong>de</strong> maintenir <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
constante à l’entrée<br />
du détecteur<br />
Dose réelle<br />
à l’entrée<br />
30 cm<br />
du détecteur<br />
Seuil <strong>de</strong> <strong>dose</strong><br />
à <strong>la</strong> peau<br />
10R/min<br />
kV, mA, ms, préfiltration<br />
Générateur<br />
Angiographie<br />
Fig. 47<br />
Principe <strong>de</strong> régu<strong>la</strong>tion avec <strong>dose</strong> constante à l’entrée du détecteur<br />
et seuil <strong>de</strong> débit <strong>de</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong> 10 R/min à 30 cm face au détecteur.<br />
83
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Débit <strong>de</strong> <strong>dose</strong> et absorption en fonction <strong>de</strong> <strong>la</strong> corpulence du patient<br />
La <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau moyenne a été déterminée <strong>pour</strong> les interventions cérébrales.<br />
Si <strong>la</strong> taille <strong>de</strong> <strong>la</strong> tête est à peu près i<strong>de</strong>ntique d’un individu à un autre, celle du corps présente<br />
<strong>de</strong> gran<strong>de</strong>s variations.<br />
La figure 48 montre qu’une augmentation d’environ 3 cm <strong>de</strong> <strong>la</strong> corpulence du patient<br />
multiplie par <strong>de</strong>ux <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à l’entrée du patient <strong>pour</strong> une même <strong>dose</strong> à l’entrée du détecteur.<br />
Cette théorie se fon<strong>de</strong> sur l’hypothèse que les tissus et l’eau absorbent le rayonnement<br />
<strong>de</strong> manière simi<strong>la</strong>ire.<br />
Dose constante à <strong>la</strong> sortie du patient<br />
20 cm d‘eau<br />
23 cm d‘eau<br />
26 cm d‘eau<br />
100 % 200 %<br />
400 %<br />
Dose à l’entrée du patient<br />
Fig. 48<br />
Pour obtenir une <strong>dose</strong> spécifique à <strong>la</strong> sortie du patient, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à l’entrée<br />
doit être adaptée à <strong>la</strong> corpulence <strong>de</strong> ce <strong>de</strong>rnier.<br />
84
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Un phénomène semb<strong>la</strong>ble se produit lorsque l’angle <strong>de</strong> <strong>la</strong> projection est modifié (figure 49).<br />
Le corps ayant une forme non pas circu<strong>la</strong>ire mais ovale, <strong>la</strong> longueur du faisceau <strong>de</strong> rayons X<br />
s’allonge, ce qui augmente <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à l’entrée. Les valeurs réelles peuvent sensiblement différer<br />
puisque le corps n’est pas une ellipse homogène : il est en effet constitué d’os, d’organes... 22<br />
Dose à <strong>la</strong> sortie du patient<br />
20 cm @ 0º<br />
25,6 cm @ 45º<br />
28,5 cm @ 55º<br />
360 % /<br />
700 %<br />
100 %<br />
Dose à l’entrée du patient<br />
Fig. 49<br />
Modèle simplifié montrant l’impact <strong>de</strong> l’angle <strong>de</strong> <strong>la</strong> projection<br />
sur <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à l’entrée du patient.<br />
Angiographie<br />
22<br />
Cusma JT et al. Real-time measurement of radiation exposure to patients during diagnostic<br />
coronary angiography and percutaneous interventional procedures. J Am Coll Cardiol. 1999<br />
Feb;33(2):427-35.<br />
85
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Produit Dose Surface et loi <strong>de</strong> l’inverse du carré <strong>de</strong> <strong>la</strong> distance<br />
Les rayons X se dép<strong>la</strong>çant en ligne droite dans l’air, leur intensité décroît à mesure que <strong>la</strong><br />
distance du foyer <strong>de</strong>s rayons X et, donc, <strong>la</strong> surface du faisceau augmentent. La figure 50<br />
montre que <strong>la</strong> <strong>dose</strong> D à <strong>la</strong> distance d du foyer F diminue à 1/4 D à <strong>la</strong> distance 2d, et à 1/9 D<br />
à <strong>la</strong> distance 3d. La <strong>dose</strong> d’irradiation obéit en effet à <strong>la</strong> loi <strong>de</strong> l’inverse du carré <strong>de</strong> <strong>la</strong> distance.<br />
F<br />
d<br />
a 2<br />
D<br />
2d<br />
3d<br />
4 a 2<br />
1/4 D<br />
9 a 2<br />
1/9 D<br />
Fig. 50<br />
Produit Dose Surface et loi <strong>de</strong> l’inverse du carré <strong>de</strong> <strong>la</strong> distance.<br />
86
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Produit Dose Surface (PDS)<br />
Le PDS d’une zone exposée à une <strong>dose</strong> constante est défini comme <strong>la</strong> <strong>dose</strong> multipliée par<br />
<strong>la</strong> surface et est indépendant <strong>de</strong> <strong>la</strong> distance par rapport à <strong>la</strong> source. Par exemple, <strong>pour</strong> les<br />
distances d 1 = d et d 2 = 2d, les <strong>dose</strong>s associées D 1 = D et D 2 = 1/4 D et les surfaces irradiées<br />
a 1 = a et a 2 = a d 22 /d 1<br />
2<br />
= 4a :<br />
PDS 1 = D 1 · a 1 = D · a<br />
PDS 2 = D 2 · a 2 = 1/4 D · 4a = D a = PDS 1<br />
Le PDS reste donc constant à différentes distances.<br />
Loi <strong>de</strong> l’inverse du carré <strong>de</strong> <strong>la</strong> distance :<br />
Cette loi, à <strong>la</strong>quelle obéit <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation, montre que lorsque <strong>la</strong> distance<br />
par rapport au foyer est multipliée par <strong>de</strong>ux, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> D est divisée par 4 étant donné<br />
que <strong>la</strong> surface est multipliée par 4.<br />
Angiographie<br />
87
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Dose efficace en angiographie<br />
En angiographie, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> efficace dépend <strong>de</strong> plusieurs facteurs, en particulier <strong>de</strong> <strong>la</strong> sensibilité<br />
<strong>de</strong> l’organe au rayonnement. Comme nous l’avons vu dans <strong>la</strong> section Dose d’irradiation<br />
équivalente / efficace précé<strong>de</strong>mment, <strong>la</strong> moelle osseuse est beaucoup plus sensible<br />
à l’irradiation que le foie. L’impact du rayonnement sur les organes est également fonction<br />
<strong>de</strong> l’angle <strong>de</strong>s faisceaux. La distribution <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> n’étant pas homogène, comme c’est le cas<br />
en scanographie, il convient <strong>de</strong> tenir compte <strong>de</strong> ces facteurs lors <strong>de</strong> l’estimation <strong>de</strong>s dommages<br />
dus à l’irradiation en angiographie.<br />
La <strong>dose</strong> efficace ne peut être obtenue <strong>de</strong> manière fiable par conversion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau<br />
et du PDS que si l’on connaît les paramètres du rayonnement X et l’emp<strong>la</strong>cement du faisceau<br />
traversant le corps. La <strong>dose</strong> efficace ne revêt pas un rôle aussi majeur en angiographie qu’en<br />
scanographie.<br />
Nota : <strong>la</strong> <strong>dose</strong> efficace considère <strong>la</strong> sensibilité <strong>de</strong>s organes au rayonnement.<br />
Elle équivaut à <strong>la</strong> somme <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s équivalentes reçues par tous les organes irradiés,<br />
multipliée par les facteurs <strong>de</strong> pondération caractérisant <strong>la</strong> sensibilité <strong>de</strong>s tissus<br />
concernés.<br />
88
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Paramètres importants ayant une influence sur <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
en angiographie<br />
Plusieurs paramètres affectent <strong>la</strong> <strong>dose</strong> :<br />
1. Durée d’activation <strong>de</strong> <strong>la</strong> pédale <strong>de</strong> comman<strong>de</strong> : elle correspond au temps pendant<br />
lequel le corps est exposé au faisceau et donc irradié ; plus cette durée est courte,<br />
plus l’irradiation est faible.<br />
2. Ca<strong>de</strong>nce d’image : une ca<strong>de</strong>nce élevée permet <strong>de</strong> visualiser un mouvement rapi<strong>de</strong><br />
sans effet stroboscopique. Cependant, plus <strong>la</strong> ca<strong>de</strong>nce est rapi<strong>de</strong>, plus l’irradiation<br />
est importante. Il est donc préférable <strong>de</strong> limiter <strong>la</strong> ca<strong>de</strong>nce au minimum.<br />
3. DSI : selon <strong>la</strong> loi quadratique, <strong>pour</strong> une <strong>dose</strong> au détecteur constante,<br />
une augmentation <strong>de</strong> <strong>la</strong> distance entre <strong>la</strong> source et l’image entraîne une hausse<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau. Si <strong>la</strong> DSI passe <strong>de</strong> 105 cm (=DSI 1) à 120 cm (=DSI 2),<br />
<strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau (c.-à-d. au PRI) s’élève d’environ 30 %. * .<br />
La figure 51 illustre <strong>la</strong> configuration avec le détecteur en position basse (DSI = 105 cm)<br />
et haute (DIS = 120 cm).<br />
DSI =Distance<br />
source-image<br />
PRI +<br />
DSI 1<br />
DSI 2<br />
PRI = Point <strong>de</strong><br />
référence<br />
interventionnel<br />
Fig. 51<br />
Arceau, <strong>de</strong>ux DSI distinctes, hauteur <strong>de</strong> table constante,<br />
position du PRI.<br />
Angiographie<br />
*<br />
Si l’angle <strong>de</strong> l’arceau, <strong>la</strong> position <strong>de</strong> <strong>la</strong> table, le patient et <strong>la</strong> <strong>dose</strong> requise au détecteur ne changent<br />
pas.<br />
89
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
2. Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en angiographie<br />
Cette section couvre les diverses technologies mises en œuvre ou conçues par <strong>Siemens</strong><br />
<strong>pour</strong> réduire, surveiller et consigner <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong> rayonnement appliquée au cours <strong>de</strong>s procédures<br />
interventionnelles.<br />
<strong>Siemens</strong> s’efforce d’implémenter toutes les métho<strong>de</strong>s qui existent aujourd’hui en <strong>la</strong> matière.<br />
En tant que lea<strong>de</strong>r <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong>, nous développons constamment nos propres<br />
solutions. Nous avons ainsi été les premiers à intégrer plusieurs fonctionnalités permettant<br />
<strong>de</strong> limiter et <strong>de</strong> contrôler <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation en routine interventionnelle. Nous sommes<br />
par ailleurs un fournisseur majeur <strong>de</strong> solutions <strong>de</strong> pointe dans ce domaine.<br />
Nos produits respectent scrupuleusement le principe ALARA (As Low As Reasonably Achievable),<br />
qui vise à limiter au minimum <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong> rayonnement. Cet objectif est au cœur <strong>de</strong> notre<br />
philosophie <strong>de</strong> recherche et développement baptisée CARE (Combinaison d’Applications<br />
<strong>pour</strong> <strong>la</strong> Réduction <strong>de</strong> l’Exposition à <strong>la</strong> <strong>dose</strong>).<br />
Afin <strong>de</strong> maintenir notre position <strong>de</strong> lea<strong>de</strong>r et d’améliorer les soins apportés aux patients,<br />
nous coopérons étroitement avec <strong>de</strong>s experts du mon<strong>de</strong> entier, exerçant dans <strong>de</strong>s universités<br />
et <strong>de</strong>s centres <strong>de</strong> radiologie privés ou publics, afin <strong>de</strong> transposer les avancées <strong>de</strong> <strong>la</strong> recherche<br />
à <strong>la</strong> <strong>pratique</strong> clinique quotidienne.<br />
La <strong>réduction</strong> <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s en angiographie passe non seulement par l’innovation technologique,<br />
mais aussi par <strong>la</strong> formation, qui doit permettre aux praticiens <strong>de</strong> se familiariser avec les<br />
métho<strong>de</strong>s et les facteurs qui s’y rapportent. C’est <strong>pour</strong>quoi nous nous attachons à rendre nos<br />
produits aussi transparents que possible. Nous proposons par ailleurs une vaste gamme <strong>de</strong><br />
dispositifs <strong>de</strong> surveil<strong>la</strong>nce <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> et un choix permanent <strong>de</strong> ressources et <strong>de</strong> séminaires en<br />
lien avec <strong>la</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong>.<br />
La figure 52 présente un aperçu <strong>de</strong> nos solutions dédiées à l’angiographie disponibles sur <strong>la</strong><br />
gamme Artis zee.<br />
90
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
1994<br />
Radioscopie pulsée<br />
1994<br />
1998<br />
CAREvision<br />
CAREfilter<br />
CAREprofile<br />
2001<br />
2009<br />
0,1 µGy/image<br />
2009<br />
DICOM<br />
CAREposition<br />
syngo DynaCT<br />
faible <strong>dose</strong><br />
CAREreport<br />
2009<br />
Acquisition<br />
Acquisition<br />
faible <strong>dose</strong><br />
2010<br />
Alerte <strong>de</strong> <strong>dose</strong><br />
à <strong>la</strong> peau sur écran tactile<br />
Acquisition<br />
faible <strong>dose</strong><br />
CAREguard<br />
Fig. 52<br />
Innovations <strong>Siemens</strong> <strong>de</strong> <strong>réduction</strong>, surveil<strong>la</strong>nce et consignation <strong>de</strong> <strong>dose</strong><br />
en angiographie.<br />
Angiographie<br />
91
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> – CARE<br />
Restreindre <strong>la</strong> <strong>dose</strong> pendant les procédures interventionnelles est critique <strong>pour</strong> le patient<br />
comme <strong>pour</strong> le mé<strong>de</strong>cin et le personnel présents dans <strong>la</strong> salle d’examen. <strong>Siemens</strong> a donc<br />
intégré à sa gamme Artis zee <strong>de</strong> nombreuses fonctionnalités limitant leur exposition.<br />
CAREvision<br />
CAREvision assure une radioscopie par impulsions variables. La fréquence d’impulsion du<br />
système Artis zee peut ainsi être adaptée aux besoins cliniques : <strong>de</strong> 30 à 0,5 impulsions par<br />
secon<strong>de</strong> (i/s) selon différents incréments. Il s’agit <strong>de</strong> <strong>la</strong> métho<strong>de</strong> <strong>la</strong> plus simple <strong>pour</strong> limiter<br />
l’exposition du patient : une fréquence d’impulsion divisée par <strong>de</strong>ux réduit <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong> moitié.<br />
Et passer <strong>de</strong> 30 à 7,5 i/s entraîne une diminution <strong>de</strong> 75 % <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> (figure 53).<br />
Dose<br />
100 %<br />
80 %<br />
60 %<br />
40 %<br />
20 %<br />
30 i/s<br />
15 i/s 10 i/s 7,5 i/s 4 i/s 3 i/s 2 i/s 1 i/s 0,5 i/s<br />
Fig. 53<br />
Irradiation du patient selon <strong>la</strong> fréquence <strong>de</strong>s impulsions <strong>de</strong> <strong>la</strong> radioscopie.<br />
92
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
CAREfilter<br />
CAREfilter garantit une <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau via l’ajustement <strong>de</strong> l’épaisseur du filtre.<br />
Des filtres en cuivre supplémentaires limitent <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau par durcissement du faisceau.<br />
La filtration, variable <strong>de</strong> 0,2 à 0,9 mm au cours <strong>de</strong> <strong>la</strong> radioscopie et <strong>de</strong> 0 à 0,9 mm pendant<br />
l’acquisition numérique, est automatiquement adaptée à l’absorption <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à l’entrée<br />
du patient le long du faisceau <strong>de</strong> rayons X qui traverse ce <strong>de</strong>rnier. La <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau est ainsi<br />
maintenue au niveau le plus faible possible sans dégradation <strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité d’image.<br />
La sélection du filtre est indiquée dans <strong>la</strong> zone d’affichage <strong>de</strong>s données du moniteur. À 70 kV,<br />
une augmentation <strong>de</strong> <strong>la</strong> préfiltration <strong>de</strong> 0,2 à 0,9 mm réduit <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’environ 50 % (figure 54).<br />
CAREfilter<br />
Poids du patient<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau<br />
0,2 mm<br />
0,9 mm<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau<br />
Fig. 54<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau par filtration automatique au cuivre<br />
en fonction <strong>de</strong> l’absorption par le patient du faisceau <strong>de</strong> rayons X.<br />
Angiographie<br />
93
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
CAREprofile<br />
CAREprofile exploite <strong>la</strong> <strong>de</strong>rnière image mémorisée comme référence <strong>pour</strong> un positionnement<br />
sans rayonnement du collimateur primaire et un paramétrage <strong>de</strong>s filtres semi-transparents en<br />
vue du cib<strong>la</strong>ge précis <strong>de</strong> <strong>la</strong> région d’intérêt (figure 55).<br />
Fig. 55<br />
La position du collimateur est repérée sur <strong>la</strong> <strong>de</strong>rnière image mémorisée<br />
à l’ai<strong>de</strong> d’un cadre b<strong>la</strong>nc.<br />
94
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
CAREposition<br />
CAREposition permet un positionnement sans rayonnement <strong>de</strong> l’objet. L’affichage graphique<br />
<strong>de</strong>s contours <strong>de</strong> l’image garantit le dép<strong>la</strong>cement panoramique <strong>de</strong> <strong>la</strong> table sans exposition du<br />
patient (figure 56).<br />
Fig. 56<br />
Lors du positionnement <strong>de</strong> <strong>la</strong> table, les repères graphiques du champ<br />
se dép<strong>la</strong>cent en conséquence sur <strong>la</strong> <strong>de</strong>rnière image mémorisée.<br />
Dans le cadre d’interventions cardiaques spécifiques, CAREprofile et CAREposition peuvent<br />
réduire <strong>la</strong> durée <strong>de</strong> <strong>la</strong> radioscopie <strong>de</strong> 0,5 à 3 minutes, soit une <strong>dose</strong> inférieure <strong>de</strong> 20 à 120 mGy,<br />
en conditions normales.<br />
Angiographie<br />
95
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Radioscopie faible <strong>dose</strong><br />
L’opérateur peut aisément diminuer l’irradiation du patient en modifiant le protocole <strong>de</strong><br />
radioscopie, c’est-à-dire en passant du mo<strong>de</strong> "Fluoro Moyenne" à "Fluoro Basse" pendant<br />
l’examen via l’écran tactile ou <strong>la</strong> console <strong>de</strong> comman<strong>de</strong>. Il peut également augmenter<br />
l’exposition en choisissant "Fluoro Haute" si l’épaisseur ou l’angu<strong>la</strong>tion sont importantes<br />
(figure 57).<br />
Fig. 57<br />
Différents mo<strong>de</strong>s liés à <strong>la</strong> <strong>dose</strong> accessibles via l’écran tactile<br />
et <strong>la</strong> console <strong>de</strong> comman<strong>de</strong>.<br />
Fig. 58<br />
Vue d’ensemble d’examens "Neuro" avec "Fluoro + 10P/s" et "DSA 3 F/s".<br />
*<br />
ECC = Examination Control Console, TSC = Touch Screen Control<br />
96
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
La sélection <strong>de</strong> l’un <strong>de</strong>s trois mo<strong>de</strong>s <strong>de</strong> radioscopie peut s’effectuer côté table via l’onglet<br />
dédié aux examens (voir figure 57) ou à partir <strong>de</strong> <strong>la</strong> salle <strong>de</strong> comman<strong>de</strong>, dans <strong>la</strong> vue<br />
d’ensemble d’examens (voir figure 58). "Fluoro Basse" implique une <strong>de</strong>mi-<strong>dose</strong> par rapport<br />
à "Fluoro Moyenne", soit une <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> 50 %.<br />
Acquisition faible <strong>dose</strong><br />
Pour les patients particulièrement sensibles, un protocole spécifique d’acquisition faible <strong>dose</strong><br />
peut être généré. Il est possible <strong>de</strong> configurer une pédale <strong>de</strong> comman<strong>de</strong> à cet effet (figure 60).<br />
La <strong>dose</strong> peut être réduite <strong>de</strong> 67 % grâce au recours à une <strong>dose</strong> d’acquisition <strong>de</strong> 80 nGy/i au lieu<br />
<strong>de</strong> 240 nGy/i en cardiologie interventionnelle et <strong>de</strong> 0,8 µGy/i au lieu <strong>de</strong> 2,4 µGy/i en radiologie<br />
interventionnelle.<br />
Acquisition Acquisition<br />
faible <strong>dose</strong><br />
Fig. 59<br />
Acquisition faible <strong>dose</strong> d’une image<br />
<strong>de</strong> di<strong>la</strong>tation <strong>de</strong> ballonnet, avec une<br />
<strong>dose</strong> 67 % inférieure par rapport à<br />
un protocole d’acquisition standard.<br />
Fig. 60<br />
Pédales d’acquisition standard et<br />
d’acquisition faible <strong>dose</strong>.<br />
Angiographie<br />
97
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
syngo DynaCT faible <strong>dose</strong><br />
Le protocole syngo DynaCT faible <strong>dose</strong> permet d’obtenir une qualité d’image acceptable<br />
à une <strong>dose</strong> minime (figure 61). Dédié aux patients radiosensibles, notamment en pédiatrie,<br />
il garantit <strong>de</strong>s acquisitions <strong>de</strong> qualité diagnostique appropriée. En <strong>pratique</strong> clinique, l’équilibre<br />
entre qualité d’image et exposition doit en effet être pris en compte. Un examen rotationnel<br />
3D numérique haut contraste <strong>de</strong> cinq secon<strong>de</strong>s peut ainsi être réalisé à 0,1 µGy/i au lieu <strong>de</strong><br />
0,36 µGy/i, ce qui réduit <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong> 72 %. En neurologie, syngo DynaCT faible <strong>dose</strong> abaisse<br />
<strong>la</strong> <strong>dose</strong> efficace à 0,3 mSv.<br />
Les résultats obtenus via syngo DynaCT Fusion, faible <strong>dose</strong> en combinaison avec<br />
syngo InSpace3D/3D Fusion peuvent être fusionnés avec ceux <strong>de</strong>s examens diagnostiques<br />
pré-interventionnels réalisés par scanographie, IRM ou TEP•TDM. Ces ensembles <strong>de</strong> données<br />
fusionnés simplifient considérablement <strong>la</strong> p<strong>la</strong>nification et offrent un guidage au cours <strong>de</strong>s<br />
procédures interventionnelles.<br />
Fig. 61<br />
Contrôle du traitement d’une malformation artéroveineuse<br />
à l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> syngo DynaCT faible <strong>dose</strong>.<br />
98
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
syngo DynaCT : collimation <strong>pour</strong> une ban<strong>de</strong> d’acquisition<br />
Le mo<strong>de</strong> S<strong>la</strong>b permet d’effectuer <strong>la</strong> collimation <strong>de</strong> haut en bas avant <strong>de</strong> réaliser <strong>la</strong> rotation 3D<br />
(figure 62). La <strong>dose</strong> est alors inférieure, étant donné <strong>la</strong> faible surface exposée, et l’image<br />
est <strong>de</strong> meilleure qualité, dans <strong>la</strong> mesure où le rayonnement est moins diffusé.<br />
Sans collimation<br />
Avec collimation<br />
3,5 cm minimum<br />
Fig. 62<br />
syngo DynaCT : collimation <strong>pour</strong> une ban<strong>de</strong> d’acquisition.<br />
Angiographie<br />
99
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Fluoro Loop – Enregistrement <strong>de</strong> séquences <strong>de</strong> radioscopie<br />
Artis zee est capable <strong>de</strong> mémoriser les 513 <strong>de</strong>rnières images radioscopiques sur un disque dur<br />
(figure 63). Cette fonctionnalité peut être utilisée à <strong>de</strong>s fins <strong>de</strong> documentation et éviter <strong>de</strong>s<br />
acquisitions numériques supplémentaires. Il suffit à l’opérateur d’appuyer sur un bouton <strong>de</strong><br />
l’écran tactile ou <strong>de</strong> <strong>la</strong> console <strong>de</strong> comman<strong>de</strong>.<br />
Séquence <strong>de</strong> radioscopie<br />
dynamique<br />
Stockage sur disque dur,<br />
CD/réseau<br />
Fig. 63<br />
Les séquences <strong>de</strong> radioscopie peuvent être enregistrées sur disque dur<br />
ou sur un CD/DVD et transmises au PACS.<br />
Pour certains protocoles cardiaques, recourir aux enregistrements radioscopiques<br />
plutôt que <strong>de</strong> procé<strong>de</strong>r à <strong>de</strong>s acquisitions numériques réduit <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’un facteur <strong>de</strong> 8-10.<br />
100
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Grille amovible<br />
Lors <strong>de</strong>s examens pédiatriques, en particulier d’enfants en bas âge ou <strong>de</strong> très faible corpulence,<br />
<strong>pour</strong> lesquels le rayonnement diffusé reste négligeable, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> peut être réduite par simple<br />
retrait <strong>de</strong> <strong>la</strong> grille antidiffusante du boîtier du détecteur p<strong>la</strong>t (figure 64).<br />
Fig. 64<br />
Pour retirer <strong>la</strong> grille antidiffusante, il suffit d’appuyer<br />
sur un bouton situé sur le boîtier du détecteur p<strong>la</strong>t.<br />
Le facteur <strong>de</strong> grille (absorption du rayonnement primaire avec <strong>la</strong> grille antidiffusante par<br />
rapport à l’absorption sans <strong>la</strong> grille) étant <strong>de</strong> 1,35, l’absence <strong>de</strong> grille entraîne une <strong>réduction</strong><br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>de</strong> 26 %.<br />
Angiographie<br />
101
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Surveil<strong>la</strong>nce <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
Surveiller <strong>la</strong> <strong>dose</strong> administrée au patient constitue l’un <strong>de</strong>s moyens <strong>de</strong> contrôler son exposition<br />
aux rayonnements. Pour faciliter <strong>la</strong> tâche du mé<strong>de</strong>cin, Artis zee se charge <strong>de</strong> cet aspect.<br />
Il garantit une plus gran<strong>de</strong> transparence en matière d’irradiation pendant et après <strong>la</strong> procédure.<br />
Les sections suivantes abor<strong>de</strong>nt <strong>la</strong> surveil<strong>la</strong>nce <strong>de</strong> <strong>dose</strong> par Artis zee.<br />
Affichage <strong>de</strong>s valeurs dosimétriques<br />
Pendant l’angiographie, les valeurs dosimétriques s’affichent sur les moniteurs <strong>de</strong> <strong>la</strong> salle<br />
d’examen et <strong>de</strong> <strong>la</strong> salle <strong>de</strong> comman<strong>de</strong> (figure 65).<br />
1. Lorsque le rayonnement est désactivé, le Produit Dose Surface et <strong>la</strong> <strong>dose</strong> accumulée<br />
au PRI sont indiqués (figure 65).<br />
2. Lorsque le rayonnement est activé, les moniteurs présentent le Produit Dose Surface<br />
et le débit <strong>de</strong> <strong>dose</strong> au PRI.<br />
mGy A : 123<br />
µGym 2<br />
A : 567,8<br />
Valeurs affichées lorsque <strong>la</strong> pédale est au repos :<br />
Dose = 123 mGy<br />
PDS = 567,8 µGy m 2<br />
mGy/min A : 321<br />
µGym 2<br />
A : 567,8<br />
Valeurs affichées lorsque <strong>la</strong> pédale est enfoncée :<br />
Débit <strong>de</strong> <strong>dose</strong> = 321 mGy/min<br />
PDS = 567,8 µGy m 2<br />
Fig. 65<br />
Valeurs dosimétriques indiquées par l’Artis zee.<br />
102
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
CAREguard<br />
CAREguard permet <strong>de</strong> contrôler efficacement <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau. Trois valeurs seuil<br />
(faible, moyenne et haute) peuvent être définies. Si <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau dépasse un seuil :<br />
1. Une alerte sonore est émise<br />
2. Un indicateur dédié clignote à l’écran<br />
3. Un message s’affiche sur <strong>la</strong> console <strong>de</strong> comman<strong>de</strong>/l’écran tactile (figure 66)<br />
Fig. 66<br />
Message d’avertissement sur l’écran tactile/<strong>la</strong> console <strong>de</strong> comman<strong>de</strong><br />
indiquant un dépassement du seuil <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong>.<br />
Angiographie<br />
103
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Comptes rendus <strong>de</strong> dosimétrie<br />
De plus en plus <strong>de</strong> pays et d’organismes imposent l’établissement <strong>de</strong> comptes rendus<br />
<strong>de</strong> l’exposition d’un patient suite à une intervention. Pour une parfaite conformité aux<br />
réglementations actuelles et futures, Artis zee propose une fonction assurant <strong>la</strong> consignation<br />
<strong>de</strong> l’exposition, qui facilite les comptes rendus et les analyses internes <strong>de</strong> dosimétrie.<br />
Protocole d’examen du patient<br />
Une fois le patient examiné, un protocole correspondant est enregistré avec les images<br />
acquises. Les informations complètes <strong>de</strong> chaque scan sont consignées. Les données<br />
sont indiquées à <strong>la</strong> fin du protocole : nombre d’expositions, durée totale <strong>de</strong> <strong>la</strong> radioscopie,<br />
PDS total et <strong>dose</strong> totale au PRI. Ces valeurs sont séparées par p<strong>la</strong>n (figure 67).<br />
Le protocole d’examen peut être transmis au PACS et imprimé sous forme d’image.<br />
Il peut également être sauvegardé et transféré en tant que compte rendu structuré DICOM<br />
<strong>pour</strong> une évaluation ultérieure (voir section suivante).<br />
Fig. 67<br />
Protocole d’examen <strong>pour</strong> un système bip<strong>la</strong>n (il s’agit<br />
uniquement d’un exemple et non pas d’un protocole réel).<br />
104
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
CAREreport – Compte rendu structuré DICOM<br />
CAREreport, le compte rendu dosimétrique structuré DICOM, inclut toutes les données<br />
démographiques du patient, ainsi que les informations sur <strong>la</strong> procédure et <strong>la</strong> <strong>dose</strong>.<br />
Celles-ci peuvent ensuite être filtrées à l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> programmes tiers ou <strong>de</strong> logiciels internes<br />
en vue <strong>de</strong> leur traitement, à <strong>de</strong>s fins d’analyse, par exemple (figure 68).<br />
CAREreport fournit <strong>de</strong>s comptes rendus homogènes garantissant <strong>la</strong> conformité aux éventuelles<br />
futures exigences réglementaires.<br />
DICOM<br />
Fig. 68<br />
Exploitation d’un compte rendu structuré <strong>pour</strong> les statistiques <strong>de</strong> l’hôpital.<br />
Angiographie<br />
105
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
3. Radioprotection du personnel médical<br />
en angiographie<br />
Distance à <strong>la</strong> source <strong>de</strong> rayons X<br />
Les patients doivent évi<strong>de</strong>mment être protégés contre une exposition excessive aux<br />
rayonnements, mais il convient également d’éviter toute irradiation inutile (rayonnements<br />
diffusés) du personnel : mé<strong>de</strong>cins, techniciens… Le rayonnement diffusé ne provient pas<br />
directement du tube à rayons X : il est issu <strong>de</strong> <strong>la</strong> déviation <strong>de</strong>s rayons X par le patient, <strong>la</strong> table<br />
ou un autre appareil se trouvant sur le chemin du faisceau (figure 69). La majeure partie <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
diffusion intervient généralement au point d’impact du faisceau <strong>de</strong> rayons X sur le corps du<br />
patient.<br />
Opérateur 1<br />
Opérateur 2<br />
Patient<br />
Fig. 69<br />
Le rayonnement diffusé diminue à mesure qu’augmente <strong>la</strong> distance<br />
à <strong>la</strong> source (c.-à-d. à l’entrée du faisceau dans le patient).<br />
Le rayonnement diffusé est plus ou moins proportionnel au PDS et inversement proportionnel<br />
au carré <strong>de</strong> <strong>la</strong> distance au point auquel <strong>la</strong> diffusion est générée. Ainsi, lorsque <strong>la</strong> distance<br />
à <strong>la</strong> source est multipliée par <strong>de</strong>ux, le rayonnement diffusé est divisé par quatre.<br />
La protection contre le rayonnement diffusé inclut les équipements suivants :<br />
1. Tablier plombé<br />
2. Lunettes plombées<br />
3. Paravents plombés<br />
4. Protections corporelles supérieures et inférieures<br />
106
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Instal<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> l’arceau au niveau du système bip<strong>la</strong>n <strong>de</strong> radiologie interventionnelle<br />
Le rayonnement diffusé peut être limité grâce à <strong>la</strong> mise en p<strong>la</strong>ce <strong>de</strong> l’arceau <strong>la</strong>téral intégrant<br />
le tube sur le côté gauche <strong>de</strong> <strong>la</strong> table si le personnel médical intervient du côté droit <strong>de</strong> celle-ci<br />
(figure 70).<br />
Fig. 70<br />
Système Artis zee bip<strong>la</strong>n <strong>de</strong> radiologie interventionnelle avec tube<br />
à rayons X p<strong>la</strong>cé sur <strong>la</strong> gauche <strong>de</strong> <strong>la</strong> table.<br />
Comme mentionné précé<strong>de</strong>mment, le rayonnement diffusé est principalement généré<br />
au point d’entrée du faisceau dans le patient, c’est-à-dire du côté gauche dans cette<br />
configuration. L’opérateur travail<strong>la</strong>nt du côté droit <strong>de</strong> <strong>la</strong> table est, <strong>de</strong> ce fait, moins exposé.<br />
Angiographie<br />
Cet agencement ne peut être adopté que <strong>pour</strong> les systèmes bip<strong>la</strong>ns utilisés en applications<br />
<strong>de</strong> neuroradiologie et radiologie interventionnelles. Il ne concerne pas <strong>la</strong> cardiologie,<br />
qui exige que le détecteur soit p<strong>la</strong>cé à proximité du cœur.<br />
107
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Collimation<br />
Le rayonnement diffusé est globalement proportionnel au Produit Dose Surface (PDS).<br />
Lorsque <strong>la</strong> surface du champ irradié est divisée par <strong>de</strong>ux, le rayonnement diffusé est également<br />
réduit <strong>de</strong> moitié (figure 71).<br />
Patient<br />
100 % 50 %<br />
Fig. 71<br />
La collimation doit être appliquée chaque fois que possible.<br />
Protections corporelles supérieures et inférieures<br />
Les métho<strong>de</strong>s <strong>de</strong> radioprotection sont très efficaces car elles permettent <strong>de</strong> réduire l’exposition<br />
du personnel <strong>de</strong> 99 % (figure 72).<br />
Fig. 72<br />
Protections supérieures et inférieures.<br />
108
DÉFIS PROPRES AUX MODALITÉS – LES SOLUTIONS SIEMENS<br />
Documentation complémentaire<br />
L’article suivant présente une vue d’ensemble complète <strong>de</strong>s aspects liés à <strong>la</strong> <strong>dose</strong> et à <strong>la</strong> qualité<br />
d’image :<br />
Stephen Balter et al. ACCF/AHA/HRS/SCAI Clinical Competence Statement on Physician Safety<br />
and Image Quality in Fluoroscopically <strong>Gui<strong>de</strong></strong>d Invasive Cardiovascu<strong>la</strong>r Procedures, Journal of<br />
the American College of Cardiology, Vol. 44, No. 11, 2004<br />
Angiographie<br />
109
APPLICATONS CLINIQUES SPÉCIFIQUES<br />
II.E. Applications cliniques spécifiques<br />
Les technologies exploitant <strong>de</strong>s rayonnements ionisants sont<br />
utilisées dans <strong>de</strong> nombreuses autres applications cliniques,<br />
telles que <strong>la</strong> chirurgie, <strong>la</strong> mammographie et l’urographie.<br />
Ce paragraphe offre un aperçu <strong>de</strong>s défis et solutions <strong>de</strong> <strong>réduction</strong><br />
<strong>de</strong> <strong>dose</strong> propres à ces applications.<br />
1. Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en mammographie<br />
Dans l’hémisphère nord, l’un <strong>de</strong>s cancers les plus courants chez les femmes est celui du sein.<br />
Il touche plus <strong>de</strong> 10 % d’entre elles sous une forme ou une autre au cours <strong>de</strong> leur vie.<br />
Bien que son dépistage précoce et les progrès en matière <strong>de</strong> traitement aient récemment réduit<br />
sa mortalité, 30 % <strong>de</strong>s femmes atteintes y succombent.<br />
La mammographie <strong>de</strong>meure <strong>la</strong> référence en matière <strong>de</strong> procédures <strong>de</strong> dépistage.<br />
La mammographie numérique a amélioré le diagnostic, en particulier chez les plus jeunes<br />
patientes et les femmes présentant <strong>de</strong>s tissus mammaires <strong>de</strong>nses. La plupart <strong>de</strong>s pays ont mis<br />
en p<strong>la</strong>ce <strong>de</strong>s programmes <strong>de</strong> dépistage afin <strong>de</strong> promouvoir <strong>la</strong> prévention et le diagnostic<br />
précoce. Le juste équilibre entre faible <strong>dose</strong> et qualité d’image, conditionnant <strong>la</strong> fiabilité<br />
du diagnostic, est là encore un aspect crucial.<br />
110
APPLICATONS CLINIQUES SPÉCIFIQUES<br />
Mammographie numérique plein champ<br />
Plusieurs essais cliniques comparatifs aléatoires ont montré que <strong>la</strong> mammographie pouvait<br />
réduire <strong>la</strong> mortalité par cancer du sein. De nombreuses étu<strong>de</strong>s cliniques suggèrent que<br />
<strong>la</strong> mammographie numérique plein champ présente <strong>de</strong>s avantages diagnostiques sur <strong>la</strong><br />
mammographie dite écran/film chez <strong>de</strong>s sous-groupes spécifiques, tels que les jeunes femmes<br />
à <strong>de</strong>nsité mammaire élevée et les femmes pré- et péri-ménopausées.<br />
Les détecteurs numériques <strong>de</strong>s systèmes numériques plein champ peuvent afficher <strong>de</strong>s<br />
caractéristiques d’absorption <strong>de</strong>s rayonnements différentes <strong>de</strong> celles du récepteur écran-film<br />
d’un mammographe analogique. Par conséquent, on peut se <strong>de</strong>man<strong>de</strong>r si le spectre et <strong>la</strong> qualité<br />
du faisceau <strong>de</strong> rayons X <strong>de</strong> <strong>la</strong> mammographie analogique sont adaptés aux systèmes<br />
numériques plein champ. En mammographie numérique, <strong>la</strong> technique radiographique peut être<br />
optimisée indépendamment <strong>de</strong> l’exposition au récepteur d’image, ce qui permet d’exploiter<br />
<strong>la</strong> dynamique et <strong>la</strong> réponse linéaire supérieures <strong>de</strong>s détecteurs numériques. Parallèlement,<br />
<strong>la</strong> qualité d’image et <strong>la</strong> <strong>dose</strong> au patient peuvent également être optimisées. Des discussions<br />
persistent cependant sur le matériau idéal d’ano<strong>de</strong> et <strong>de</strong> filtre en mammographie numérique.<br />
Combinaisons ano<strong>de</strong>/filtre en mammographie numérique<br />
Certains auteurs privilégient l’association molybdène/molybdène (Mo/Mo) <strong>pour</strong> l’examen <strong>de</strong>s<br />
seins <strong>de</strong> petite taille et optent <strong>pour</strong> un filtre en rhodium (Rh) <strong>pour</strong> les seins plus épais. D’autres<br />
préfèrent les ano<strong>de</strong>s en rhodium ou tungstène (W) plutôt qu’en molybdène <strong>pour</strong> les poitrines<br />
<strong>de</strong>nses ou les recomman<strong>de</strong>nt en usage général, en combinaison avec un filtre en rhodium,<br />
quelles que soient l’épaisseur <strong>de</strong>s seins et <strong>la</strong> <strong>de</strong>nsité mammaire.<br />
Une étu<strong>de</strong> <strong>de</strong> dosimétrie a été réalisée en vue <strong>de</strong> comparer <strong>la</strong> <strong>dose</strong> g<strong>la</strong>ndu<strong>la</strong>ire moyenne (DGM)<br />
<strong>de</strong>s combinaisons Mo/Mo, Mo/Rh et W/Rh en mammographie numérique plein champ utilisant<br />
un détecteur au sélénium amorphe avec les données cliniques 23 . L’objectif était <strong>de</strong> déterminer<br />
si <strong>la</strong> combinaison W/Rh permettait <strong>de</strong> réduire <strong>la</strong> <strong>dose</strong> g<strong>la</strong>ndu<strong>la</strong>ire sans nuire à <strong>la</strong> qualité d’image,<br />
<strong>pour</strong> toutes les épaisseurs <strong>de</strong> sein <strong>de</strong> <strong>la</strong> popu<strong>la</strong>tion étudiée.<br />
23<br />
Uhlenbrock DF et al. Comparison of ano<strong>de</strong>/filter combinations in digital mammography with respect<br />
to the average g<strong>la</strong>ndu<strong>la</strong>r <strong>dose</strong>. Rofo. 2009 Mar;181(3):249-54.<br />
111<br />
Applications<br />
cliniques spécifiques
APPLICATONS CLINIQUES SPÉCIFIQUES<br />
La <strong>dose</strong> g<strong>la</strong>ndu<strong>la</strong>ire moyenne correspondant à l’image acquise était <strong>de</strong> 2,29 ± 1,15 mGy avec<br />
<strong>la</strong> combinaison Mo/Mo <strong>pour</strong> une épaisseur moyenne <strong>de</strong> sein comprimé <strong>de</strong> 46 ± 10 mm, contre<br />
2,76 ± 1,31 mGy avec <strong>la</strong> combinaison Mo/Rh <strong>pour</strong> une épaisseur moyenne <strong>de</strong> sein comprimé <strong>de</strong><br />
64 ± 9 mm, et 1,26 ± 0,44 mGy avec <strong>la</strong> combinaison W/Rh <strong>pour</strong> une épaisseur moyenne <strong>de</strong> sein<br />
comprimé <strong>de</strong> 52 ± 13 mm.<br />
8<br />
7<br />
6<br />
Mo/Mo<br />
Mo/Rh<br />
W/Rh<br />
DGM/mGy<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
20 30 40 50 60 70 80 90<br />
Épaisseur/mm<br />
Fig 73<br />
Représentation <strong>de</strong>s valeurs <strong>de</strong> <strong>dose</strong> g<strong>la</strong>ndu<strong>la</strong>ire moyenne (DGM)<br />
<strong>de</strong> 4 867 expositions en fonction <strong>de</strong> l’épaisseur du sein.<br />
La qualité d’image diagnostique <strong>de</strong> toutes les mammographies a été visuellement évaluée<br />
par les lecteurs. Dans quelques cas d’acquisition avec <strong>de</strong>ux spectres <strong>de</strong> rayons X, aucune<br />
dégradation du rapport signal-bruit <strong>de</strong> <strong>la</strong> lésion n’a été constatée. La figure 74 en montre un<br />
exemple. Cette image MLO correspondant à une patiente <strong>de</strong> 67 ans et une épaisseur <strong>de</strong> sein<br />
comprimé <strong>de</strong> 72 mm a été acquise avec une <strong>dose</strong> g<strong>la</strong>ndu<strong>la</strong>ire moyenne <strong>de</strong> 3,8 mGy <strong>pour</strong> <strong>la</strong><br />
combinaison Mo/Mo et 2,4 mGy <strong>pour</strong> <strong>la</strong> W/Rh.<br />
112
APPLICATONS CLINIQUES SPÉCIFIQUES<br />
A<br />
B<br />
Fig. 74<br />
Mammographies (vue médio-<strong>la</strong>térale oblique) du même sein avec<br />
combinaison A: W/Rh et B: Mo/Mo.<br />
L’analyse <strong>de</strong>s 4 867 images a montré que <strong>la</strong> combinaison ano<strong>de</strong>/filtre W/Rh présente un<br />
avantage sur les combinaisons Mo/Mo et Mo/Rh en termes <strong>de</strong> <strong>dose</strong> g<strong>la</strong>ndu<strong>la</strong>ire, en particulier<br />
<strong>pour</strong> les patientes ayant <strong>de</strong>s seins volumineux. En effet, bien que <strong>la</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> qu’elle<br />
entraîne soit re<strong>la</strong>tivement restreinte <strong>pour</strong> les petits seins, elle s’accroît à mesure que leurs<br />
dimensions augmentent, notamment au-<strong>de</strong>là d’une épaisseur <strong>de</strong> sein comprimé <strong>de</strong> 50 mm.<br />
Pour les épaisseurs <strong>de</strong> sein comprimé les plus importantes, <strong>la</strong> combinaison W/Rh réduit <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
d’un facteur supérieur à 2 par rapport à <strong>la</strong> combinaison Mo/Rh.<br />
113<br />
Applications<br />
cliniques spécifiques
APPLICATONS CLINIQUES SPÉCIFIQUES<br />
2. Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en chirurgie<br />
Dans le contexte clinique actuel, il serait inimaginable d’envisager une chirurgie sans rayons X.<br />
Les arceaux chirurgicaux offrent une visualisation du corps humain avant, pendant et après<br />
toute intervention. Le chirurgien peut ainsi vérifier sur <strong>de</strong>s images 2D voire 3D <strong>la</strong> position<br />
d’une vis pendant l’opération d’une fracture complexe, par exemple.<br />
Les interventions gagnent par conséquent en sécurité et en précision. De plus, les examens<br />
d’imagerie <strong>de</strong> suivi postopératoire <strong>de</strong>viennent inutiles, ce qui évite l’exposition du patient<br />
et du personnel à <strong>de</strong>s rayonnements supplémentaires.<br />
Néanmoins, dans <strong>la</strong> mesure où toute radiographie implique inévitablement une irradiation,<br />
<strong>Siemens</strong> s’efforce <strong>de</strong> proposer <strong>de</strong>s systèmes d’arceau alliant <strong>la</strong> meilleure qualité d’image<br />
et <strong>la</strong> <strong>dose</strong> <strong>la</strong> plus faible possible.<br />
Réduction directe et indirecte <strong>de</strong> <strong>dose</strong><br />
Les techniques visant à limiter <strong>la</strong> <strong>dose</strong> peuvent être intégrées au système lui-même<br />
ou mises en œuvre par le biais <strong>de</strong> flux <strong>de</strong> travail optimisés ou <strong>de</strong> technologies <strong>de</strong> pointe<br />
qui limitent l’irradiation tout au long <strong>de</strong> <strong>la</strong> procédure.<br />
Avec ARCADIS Orbic 3D, <strong>Siemens</strong> a <strong>la</strong>ncé le premier arceau véritablement isocentrique à<br />
fonction d’imagerie 3D per-opératoire. ARCADIS Orbic 3D dispose <strong>de</strong> toutes les fonctionnalités<br />
<strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong> existantes. Sa conception isocentrique garantit le maintien du faisceau<br />
central sur l’isocentre, éliminant <strong>pratique</strong>ment toute manipu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> repositionnement.<br />
Outre le gain <strong>de</strong> temps appréciable, ce<strong>la</strong> contribue à diminuer sensiblement <strong>la</strong> <strong>dose</strong>.<br />
Chaque unité ARCADIS est également équipée du système EASY (Enhanced Acquisition System),<br />
qui regroupe <strong>de</strong>s fonctionnalités <strong>de</strong> traitement automatique <strong>de</strong>s images et qui assure leur<br />
analyse automatique pendant l’acquisition tout en optimisant <strong>la</strong> luminosité, le contraste<br />
et <strong>la</strong> <strong>dose</strong>.<br />
114
APPLICATONS CLINIQUES SPÉCIFIQUES<br />
ARCADIS Orbic 3D intègre en outre NaviLink 3D, une interface <strong>de</strong> navigation avec transfert<br />
automatique <strong>de</strong>s images. Grâce à l’interface ouverte, les systèmes <strong>de</strong> chirurgie assistée par<br />
ordinateur peuvent être connectés aux arceaux <strong>Siemens</strong> <strong>pour</strong> <strong>de</strong>s interventions guidées<br />
sans rayonnements. Le chirurgien peut ainsi limiter indirectement l’irradiation pendant toute<br />
<strong>la</strong> durée <strong>de</strong> l’opération.<br />
Nos autres arceaux <strong>de</strong> chirurgie bénéficient également <strong>de</strong> fonctionnalités CARE dédiées,<br />
notamment :<br />
1. Collimateurs librement positionnables <strong>pour</strong> <strong>de</strong>s radiographies ponctuelles<br />
2. Centreurs lumineux à <strong>la</strong>ser permettant un positionnement précis sans irradiation<br />
3. Fonctionnalités 3D limitant les radiographies postopératoires<br />
4. Interface <strong>pour</strong> systèmes <strong>de</strong> navigation à distance<br />
5. Radioscopie pulsée réduisant <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
6. Grille amovible contribuant à limiter <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
7. Filtres en cuivre supplémentaires<br />
8. Kits pédiatriques spéciaux<br />
En plus <strong>de</strong> ces fonctionnalités individuelles, <strong>Siemens</strong> offre <strong>de</strong>s fonctions complètes <strong>de</strong><br />
surveil<strong>la</strong>nce et <strong>de</strong> compte rendu dosimétrique <strong>pour</strong> chaque intervention. L’affichage à l’écran<br />
du débit <strong>de</strong> kerma dans l’air et les messages d’avertissement indiquant le dépassement du seuil<br />
<strong>de</strong> <strong>dose</strong> défini, entre autres, ai<strong>de</strong>nt les mé<strong>de</strong>cins et le personnel à maîtriser l’irradiation.<br />
115<br />
Applications<br />
cliniques spécifiques
APPLICATONS CLINIQUES SPÉCIFIQUES<br />
3. Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> en urologie<br />
Les principaux aspects influençant <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation et <strong>la</strong> qualité d’image sont les suivants :<br />
1. Paramètres <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong><br />
2. Paramètres du kilovoltage<br />
3. Préfiltration du faisceau <strong>de</strong> rayons X<br />
4. Collimation du faisceau <strong>de</strong> rayons X<br />
5. Grille antidiffusante<br />
Des programmes ont été développés <strong>pour</strong> les différents organes afin <strong>de</strong> simplifier le flux <strong>de</strong><br />
travail clinique et <strong>la</strong> manipu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> l’équipement <strong>de</strong> radiographie. Ils assurent l’utilisation<br />
<strong>de</strong>s paramètres optimaux en fonction <strong>de</strong> l’application et garantissent une exposition du patient<br />
limitée ainsi qu’une qualité d’image appropriée. Ces programmes autorisent par ailleurs une<br />
<strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> même lorsque le mé<strong>de</strong>cin et/ou le personnel ne sont pas experts en<br />
radiologie.<br />
116
APPLICATONS CLINIQUES SPÉCIFIQUES<br />
UROSKOP Omnia<br />
Le nouveau système d’urographie UROSKOP Omnia à détecteur p<strong>la</strong>t limite l’irradiation du<br />
patient. Autrefois, l’urologue <strong>de</strong>vait acquérir <strong>de</strong>ux images <strong>pour</strong> couvrir l’ensemble <strong>de</strong> l’appareil<br />
urinaire (reins, uretère, vessie [RUV]). Désormais, le détecteur p<strong>la</strong>t dynamique offre une image<br />
RUV unique <strong>de</strong> 43 x 43 cm et un <strong>la</strong>rge champ <strong>de</strong> vue.<br />
La technologie <strong>de</strong> panneau p<strong>la</strong>t peut diminuer <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à l’entrée du patient jusqu’à 38 %<br />
en mo<strong>de</strong> normal (RAD) par rapport à <strong>la</strong> technique à cassettes conventionnelle.<br />
En mo<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> <strong>dose</strong>, l’irradiation peut même être encore atténuée grâce au<br />
paramétrage optimal <strong>de</strong>s rayons X et au remarquable traitement <strong>de</strong>s images du système<br />
UROSKOP Omnia.<br />
117<br />
Applications<br />
cliniques spécifiques
APPLICATONS CLINIQUES SPÉCIFIQUES<br />
Mesure <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau générée par UROSKOP Omnia<br />
• Simu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> l’épaisseur du patient avec fantôme PMMA<br />
• Collimateur <strong>de</strong> 30 x 30 cm<br />
• Distance foyer-film (DFF) : 115 cm ; distance foyer-détecteur (DFD) : 108 cm<br />
• Mesure réalisée avec Unfors XI (<strong>dose</strong> à <strong>la</strong> peau)<br />
Programme<br />
Cassette standard<br />
(système 400) 24<br />
Programme UROSKOP Omnia<br />
Rayonnement standard<br />
(Standard-RAD)<br />
Rayonnement CUM<br />
(MCU-RAD)<br />
Dose au dét.<br />
(µGy)<br />
2,5<br />
2,5<br />
2,5<br />
1,25<br />
Préfiltration<br />
(mm Cu)<br />
2,5 mmAl<br />
+0,1 Cu<br />
0,1<br />
0,3<br />
Grille<br />
N15 r80 f115<br />
N15 r80 f115<br />
N15 r80 f115<br />
N15 r80 f115<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> standard<br />
(Standard-DR) *<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> CUM<br />
(MCU-DR)<br />
1,39 x 0,37<br />
1,39 x 0,37<br />
0,1<br />
0,3<br />
N15 r80 f115<br />
N15 r80 f115<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> pédiatrie<br />
(Pediatry-DR)<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>dose</strong> pédiatrie<br />
(Pediatry-DR) (sans grille)<br />
0,87 x 0,37<br />
0,87 x 0,37<br />
0,2<br />
0,2<br />
N15 r80 f115<br />
pas <strong>de</strong> grille **<br />
24<br />
Paramètres d’exposition <strong>de</strong> <strong>la</strong> cassette standard : a. p. rein/vésicule biliaire ; 19 cm, 66 kV, 50 mAs<br />
(voir : Hoxter E. Röntgenaufnahmetechnik. Publicis Corporate Publishing, Er<strong>la</strong>ngen, 1991).<br />
Simu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> l’exposition <strong>de</strong> <strong>la</strong> cassette en mo<strong>de</strong> RAD.<br />
*<br />
Les paramètres d’exposition seront automatiquement calculés à partir <strong>de</strong>s paramètres <strong>de</strong><br />
radioscopie (technique 1 point). Pour obtenir <strong>la</strong> <strong>dose</strong> au détecteur réelle, <strong>la</strong> <strong>dose</strong> indiquée<br />
doit être multipliée par un facteur <strong>de</strong> zoom <strong>de</strong> 0,37.<br />
**<br />
À 20 cm, <strong>la</strong> qualité d’image PMMA n’est pas suffisante <strong>pour</strong> certaines applications ;<br />
dans ce cas, il est recommandé d’utiliser une grille.<br />
118
APPLICATONS CLINIQUES SPÉCIFIQUES<br />
5 cm PMMA 10 cm PMMA 20 cm PMMA<br />
”Dose re<strong>la</strong>tive<br />
µGy kV µGy kV µGy kV mAs µGym² en %”<br />
28,78<br />
22,32<br />
66,00<br />
66,00<br />
128,80<br />
89,31<br />
66,00<br />
66,00<br />
1817,00<br />
1124,00<br />
66,00<br />
66,00<br />
35,10<br />
48,00<br />
97,47<br />
67,20<br />
100,00<br />
61,86<br />
18,19<br />
77,00<br />
64,02<br />
77,00<br />
682,90<br />
77,00<br />
19,50<br />
39,68<br />
37,58<br />
6,10<br />
81,00<br />
21,48<br />
81,00<br />
206,30<br />
81,00<br />
10,90<br />
11,91<br />
11,35<br />
5,68<br />
68,00<br />
25,01<br />
71,00<br />
147,10<br />
79,00<br />
4,10<br />
8,58<br />
8,10<br />
3,68<br />
73,00<br />
11,20<br />
75,00<br />
91,31<br />
81,00<br />
4,90<br />
5,33<br />
5,03<br />
3,56<br />
70,00<br />
11,06<br />
73,00<br />
81,33<br />
79,00<br />
3,40<br />
4,76<br />
4,48<br />
1,56<br />
70,00<br />
2,75<br />
73,00<br />
11,66<br />
79,00<br />
0,60<br />
0,76<br />
0,64<br />
119<br />
Applications<br />
cliniques spécifiques
APPLICATONS CLINIQUES SPÉCIFIQUES<br />
Conclusion<br />
Nous vous remercions d’avoir lu ce gui<strong>de</strong> et <strong>de</strong> vous être intéressé(e) aux recherches<br />
et aux avancées <strong>de</strong> <strong>Siemens</strong> en matière <strong>de</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong>s <strong>dose</strong>s d’irradiation.<br />
Si vous avez <strong>de</strong>s questions à ce sujet ou si vous avez besoin d’ai<strong>de</strong> ou <strong>de</strong> renseignements<br />
complémentaires, <strong>Siemens</strong> se tient à votre disposition <strong>pour</strong> répondre à votre <strong>de</strong>man<strong>de</strong>.<br />
Pour plus d’informations, consultez le site www.siemens.com.<br />
120
GLOSSAIRE<br />
III. Glossaire<br />
A<br />
Acquisition spiralée<br />
(ou hélicoïdale)<br />
Activité<br />
Adaptive Cardio Sequence<br />
Adaptive Dose Shield<br />
(Bouclier anti-<strong>dose</strong> adaptatif)<br />
Adaptive ECG-Pulsing<br />
Angiographie<br />
Ano<strong>de</strong><br />
Apoptose<br />
Atténuation<br />
Acquisition durant <strong>la</strong>quelle <strong>la</strong> table et le tube à rayons X<br />
se dép<strong>la</strong>cent en continu.<br />
Nombre <strong>de</strong> désintégrations d’un isotope radioactif<br />
par unité <strong>de</strong> temps.<br />
Système permettant au scanner <strong>de</strong> suivre l’ECG<br />
en temps réel, d’analyser si le rythme cardiaque est<br />
normal et <strong>de</strong> déclencher l’acquisition durant une phase<br />
prédéfinie <strong>de</strong> l’ECG (synchronisation dite "prospective").<br />
Collimateur primaire (à <strong>la</strong> sortie du tube) dont les <strong>la</strong>mes<br />
s’ouvrent et se referment <strong>de</strong> manière asymétrique,<br />
réduisant ainsi <strong>la</strong> <strong>dose</strong> d’irradiation en début et en fin<br />
d’acquisition.<br />
Métho<strong>de</strong> consistant à régler l’intensité du courant<br />
<strong>de</strong> façon à ce que l’irradiation soit maximale durant<br />
<strong>la</strong> phase <strong>de</strong> l’ECG préconisée et réduite au minimum<br />
durant les autres phases (synchronisation dite<br />
"rétrospective").<br />
Visualisation radiographique <strong>de</strong>s vaisseaux sanguins<br />
après injection d’une substance radio-opaque (agent<br />
<strong>de</strong> contraste). En tomo<strong>de</strong>nsitométrie, l’io<strong>de</strong> est souvent<br />
utilisé comme agent <strong>de</strong> contraste.<br />
Dans le tube à rayons X, il s’agit <strong>de</strong> l’électro<strong>de</strong> qui attire<br />
les électrons.<br />
Processus d’auto<strong>de</strong>struction <strong>de</strong>s cellules programmé<br />
génétiquement, caractérisé par <strong>la</strong> fragmentation<br />
<strong>de</strong> l’ADN nucléaire. L’apoptose peut être activée<br />
par l’irradiation.<br />
Réduction <strong>de</strong> <strong>la</strong> quantité, <strong>de</strong> <strong>la</strong> force ou <strong>de</strong> <strong>la</strong> valeur<br />
d’un paramètre ; dans ce contexte : <strong>réduction</strong> <strong>de</strong><br />
l’intensité du faisceau <strong>de</strong> rayonnement.<br />
121
GLOSSAIRE<br />
B<br />
Battement ectopique<br />
(ou extrasystole)<br />
Bruit<br />
Battement cardiaque anormal, qui n’est pas synchronisé<br />
avec les battements normaux.<br />
En imagerie, aspect granuleux d’une image.<br />
C<br />
CARE<br />
CARE Dose4D<br />
Catho<strong>de</strong><br />
Collimateur<br />
Coupe<br />
Courant du tube<br />
CTDI vol<br />
CTDI w – CTDI<br />
(Computed Tomography<br />
Dose In<strong>de</strong>x, In<strong>de</strong>x <strong>de</strong> <strong>dose</strong><br />
scanographique)<br />
Combinaison d’Applications <strong>pour</strong> <strong>la</strong> Réduction <strong>de</strong><br />
l’Exposition à <strong>la</strong> <strong>dose</strong>.<br />
Système qui module l’intensité du rayonnement non<br />
seulement selon <strong>la</strong> morphologie du patient, mais aussi<br />
en fonction <strong>de</strong> <strong>la</strong> région anatomique irradiée à mesure<br />
que l’acquisition progresse.<br />
Dans le tube à rayons X, il s’agit <strong>de</strong> l’électro<strong>de</strong> qui émet<br />
les électrons.<br />
Épaisse p<strong>la</strong>que <strong>de</strong> plomb percée <strong>de</strong> milliers<br />
<strong>de</strong> minuscules trous ne <strong>la</strong>issant passer que les rayons<br />
gamma se dép<strong>la</strong>çant à angle droit par rapport au p<strong>la</strong>n<br />
du cristal.<br />
Chaque image transversale générée par un scanner.<br />
Courant reçu par <strong>la</strong> catho<strong>de</strong> du tube à rayons X.<br />
CTDI w divisé par le pitch.<br />
Somme <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée dans <strong>la</strong> coupe et hors<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> coupe (du fait <strong>de</strong> <strong>la</strong> diffusion du rayonnement<br />
au-<strong>de</strong>là <strong>de</strong> <strong>la</strong> coupe).<br />
122
GLOSSAIRE<br />
D<br />
Demi-vie<br />
Détecteur<br />
Dose absorbée<br />
Dose efficace E<br />
Dose équivalente<br />
Durcissement du faisceau<br />
Temps nécessaire à <strong>la</strong> <strong>réduction</strong> <strong>de</strong> moitié <strong>de</strong> <strong>la</strong> quantité<br />
initiale <strong>de</strong> l’isotope en raison <strong>de</strong> <strong>la</strong> désintégration<br />
radioactive (<strong>de</strong>mi-vie physique), <strong>de</strong> l’excrétion<br />
(<strong>de</strong>mi-vie biologique) ou d’une combinaison <strong>de</strong> ces <strong>de</strong>ux<br />
phénomènes (<strong>de</strong>mi-vie effective).<br />
Dispositif servant à détecter <strong>la</strong> présence d’on<strong>de</strong>s<br />
électromagnétiques ou <strong>de</strong> radioactivité.<br />
Quantité d’énergie déposée dans <strong>la</strong> matière après<br />
l’exposition à une certaine quantité <strong>de</strong> rayonnement.<br />
Reflète les différences <strong>de</strong> radiosensibilité entre les<br />
organes et correspond à <strong>la</strong> moyenne pondérée <strong>de</strong>s<br />
<strong>dose</strong>s équivalentes reçues par les organes.<br />
Dose absorbée multipliée par un facteur <strong>de</strong> pondération<br />
(wf) reflétant <strong>la</strong> nocivité spécifique du type <strong>de</strong><br />
rayonnement concerné. Dans le cas <strong>de</strong>s rayons X utilisés<br />
en tomo<strong>de</strong>nsitométrie, le facteur <strong>de</strong> pondération est<br />
<strong>de</strong> 1, ce qui signifie que <strong>la</strong> <strong>dose</strong> équivalente est égale<br />
à <strong>la</strong> <strong>dose</strong> absorbée.<br />
Augmentation <strong>de</strong> l’énergie du faisceau par filtration<br />
<strong>de</strong>s photons <strong>de</strong> basse énergie.<br />
E<br />
Effets déterministes<br />
Effets stochastiques<br />
Électron<br />
Énergie cinétique<br />
Dégradation irréparable <strong>de</strong>s tissus organiques<br />
qui se produit inévitablement suite à une exposition<br />
à une forte quantité <strong>de</strong> rayonnement ionisant.<br />
Effets susceptibles <strong>de</strong> survenir ; il s’agit d’un risque<br />
ou d’une probabilité.<br />
Particule élémentaire consistant en une charge négative<br />
qui tourne autour du noyau <strong>de</strong> l’atome.<br />
Énergie accumulée dans un objet en mouvement.<br />
123
GLOSSAIRE<br />
F<br />
Fantôme en plexig<strong>la</strong>s<br />
F<strong>la</strong>sh Spiral<br />
Fluorescence<br />
Mannequin en plexig<strong>la</strong>s utilisé <strong>pour</strong> mesurer les <strong>dose</strong>s<br />
<strong>de</strong> rayonnement reçues par différentes parties du corps.<br />
Nouvelle technique d’acquisition à déclenchement ECG<br />
et à double source utilisant un pitch très élevé. Permet<br />
<strong>de</strong> scanner le cœur en un seul battement cardiaque.<br />
Luminescence causée par l’absorption d’un<br />
rayonnement à une longueur d’on<strong>de</strong> donnée,<br />
suivie d’un rayonnement secondaire quasi-immédiat<br />
généralement à une longueur d’on<strong>de</strong> différente,<br />
et qui cesse presque immédiatement quand le<br />
rayonnement inci<strong>de</strong>nt s’arrête.<br />
I<br />
Ionisation<br />
Irradiation<br />
Processus par lequel les atomes sont transformés<br />
en ions (atomes chargés électriquement).<br />
Exposition d’un corps à un rayonnement dans un but<br />
spécifique (ici, à <strong>de</strong>s fins médicales).<br />
K<br />
Kerma<br />
Énergie cinétique libérée dans <strong>la</strong> matière (Kinetic Energy<br />
Released in Matter) ; énergie libérée par unité <strong>de</strong> masse<br />
d’un petit volume lorsqu’il est exposé à un rayonnement<br />
ionisant. Le kerma s’exprime en grays (Gy).<br />
L<br />
Longueur d’acquisition ou région<br />
examinée<br />
Partie du corps scannée le long d’un axe longitudinal<br />
(axe z).<br />
124
GLOSSAIRE<br />
M<br />
Modu<strong>la</strong>tion<br />
Moelle osseuse<br />
Ajustement d’un paramètre en fonction d’un besoin<br />
particulier.<br />
Tissu conjonctif mou richement vascu<strong>la</strong>risé, présent<br />
dans les cavités <strong>de</strong> <strong>la</strong> plupart <strong>de</strong>s os. Il existe <strong>de</strong>ux types<br />
<strong>de</strong> moelle osseuse : une moelle osseuse jaune<br />
constituée principalement <strong>de</strong> cellules graisseuses<br />
et présente à l’intérieur <strong>de</strong>s os longs, aussi appelée<br />
moelle jaune, et une moelle osseuse rouge, contenant<br />
peu <strong>de</strong> graisse, où sont fabriqués les globules rouges et<br />
les granulocytes, et qui est présente, chez l’adulte sain,<br />
uniquement dans les tissus spongieux, en particulier<br />
dans certains os p<strong>la</strong>ts, aussi appelée moelle rouge.<br />
N<br />
Netteté<br />
Neutron<br />
Précision <strong>de</strong>s contours ou <strong>de</strong>s détails d’une image,<br />
faculté à reproduire <strong>de</strong>s détails <strong>de</strong> petite taille.<br />
Particule élémentaire non chargée électriquement,<br />
dont <strong>la</strong> masse est presque égale à celle du proton,<br />
et qui est présente dans tous les noyaux <strong>de</strong>s atomes<br />
connus, à l’exception <strong>de</strong> l’atome d’hydrogène.<br />
P<br />
Particules alpha (α)<br />
PDL (Produit Dose Longueur)<br />
Photon<br />
Pitch<br />
Positon<br />
(ou positron)<br />
PRI<br />
Noyaux d’hélium 4 ( 4 He) se dép<strong>la</strong>çant très rapi<strong>de</strong>ment.<br />
Produit du CTDI vol et <strong>de</strong> <strong>la</strong> longueur d’acquisition.<br />
Particule élémentaire du rayonnement<br />
électromagnétique.<br />
Rapport entre l’avancée <strong>de</strong> <strong>la</strong> table pendant une rotation<br />
du tube à rayons X et <strong>la</strong> <strong>la</strong>rgeur du détecteur en mm.<br />
Particule chargée positivement dont <strong>la</strong> masse est égale<br />
à celle <strong>de</strong> l’électron.<br />
Point <strong>de</strong> référence interventionnel.<br />
125
GLOSSAIRE<br />
R<br />
Radicaux libres<br />
Radioactivité<br />
Radionécrose<br />
Radon<br />
Rayonnement<br />
Rayonnement<br />
électromagnétique<br />
Rayonnement ionisant<br />
Rayons gamma (γ)<br />
Rayons X<br />
Résolution<br />
S<br />
Substances radioactives<br />
Syndrome d’irradiation aiguë<br />
(SIA)<br />
Atomes, molécules ou ions contenant <strong>de</strong>s électrons non<br />
appariés. Ces électrons non appariés sont en général<br />
très réactifs, <strong>de</strong> sorte que les radicaux libres sont<br />
susceptibles <strong>de</strong> prendre part à <strong>de</strong>s réactions chimiques<br />
pouvant modifier ou endommager l’ADN <strong>de</strong>s cellules.<br />
Propriété que possè<strong>de</strong>nt certains éléments<br />
(par ex. : l’uranium) ou isotopes (par ex. : le carbone 14)<br />
d’émettre spontanément <strong>de</strong>s particules énergétiques<br />
(comme <strong>de</strong>s électrons ou <strong>de</strong>s particules alpha) par <strong>la</strong><br />
désintégration <strong>de</strong> leur noyau atomique.<br />
Destruction du tissu organique par l’irradiation.<br />
Élément gazeux lourd et radioactif qui naît <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
désintégration <strong>de</strong> l’uranium.<br />
Processus d’émission d’énergie rayonnante sous forme<br />
d’on<strong>de</strong>s ou <strong>de</strong> particules.<br />
Rayonnement qui présente les propriétés <strong>de</strong>s particules<br />
et <strong>de</strong>s on<strong>de</strong>s (photons).<br />
Rayonnement capable d’ioniser <strong>la</strong> matière.<br />
Rayonnement constitué <strong>de</strong> photons, ayant une longueur<br />
d’on<strong>de</strong> inférieure à 1 pm.<br />
Rayonnement électromagnétique caractérisé par une<br />
longueur d’on<strong>de</strong> extrêmement courte, inférieure à 100<br />
angströms, et qui a <strong>pour</strong> particu<strong>la</strong>rité <strong>de</strong> pouvoir<br />
pénétrer tous les soli<strong>de</strong>s, à <strong>de</strong>s <strong>de</strong>grés différents.<br />
Mesure <strong>de</strong> <strong>la</strong> netteté d’une image ou <strong>de</strong> <strong>la</strong> précision<br />
avec <strong>la</strong>quelle un appareil (tel qu’un lecteur vidéo, une<br />
imprimante ou un scanner) est capable <strong>de</strong> produire ou<br />
d’enregistrer une image.<br />
Substances qui émettent différents types <strong>de</strong><br />
rayonnements.<br />
Mort d’un grand nombre <strong>de</strong> cellules suite à une<br />
irradiation, entraînant <strong>de</strong>s dysfonctionnements <strong>de</strong>s<br />
organes.<br />
126
GLOSSAIRE<br />
T<br />
TEMP<br />
Tension (ou différence<br />
<strong>de</strong> potentiel) du tube<br />
TEP<br />
Topogramme<br />
Tomographie par émission monophotonique.<br />
Différence <strong>de</strong> potentiel entre l’ano<strong>de</strong> et <strong>la</strong> catho<strong>de</strong><br />
du tube (kV).<br />
Tomographie par émission <strong>de</strong> positons.<br />
Image reproduisant les contours du corps humain.<br />
X<br />
X-CARE<br />
Modu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>dose</strong> en fonction <strong>de</strong>s organes.<br />
Cette technologie permet <strong>de</strong> réduire l’intensité du<br />
rayonnement quand le patient est irradié <strong>de</strong> face.<br />
127
En raison <strong>de</strong> certaines restrictions locales<br />
re<strong>la</strong>tives aux droits <strong>de</strong> vente et à <strong>la</strong><br />
disponibilité du service après-vente,<br />
nous ne sommes pas en mesure <strong>de</strong> garantir<br />
que tous les produits mentionnés dans<br />
cette documentation seront distribués sur<br />
l’ensemble du réseau commercial <strong>de</strong> <strong>Siemens</strong><br />
à l’échelle mondiale. La disponibilité et<br />
<strong>la</strong> configuration peuvent varier d’un pays<br />
à l’autre et sont susceptibles d’être modifiées<br />
sans avis préa<strong>la</strong>ble. Certaines fonctions et<br />
certains produits décrits dans cette<br />
documentation peuvent ne pas être<br />
disponibles aux États-Unis ou dans d’autres<br />
pays.<br />
<strong>Siemens</strong> se réserve le droit <strong>de</strong> modifier les<br />
spécifications et les options mentionnées<br />
dans cette documentation, ainsi que <strong>la</strong><br />
conception et <strong>la</strong> configuration <strong>de</strong>s appareils,<br />
sans avis préa<strong>la</strong>ble. Veuillez contacter votre<br />
interlocuteur <strong>Siemens</strong> <strong>pour</strong> obtenir les<br />
informations les plus récentes.<br />
Nota : toutes les caractéristiques techniques<br />
indiquées dans cette documentation peuvent<br />
varier dans les limites d’une certaine p<strong>la</strong>ge<br />
<strong>de</strong> tolérance. Veuillez noter par ailleurs que<br />
<strong>la</strong> reproduction par impression sur papier ne<br />
restitue jamais l’intégralité <strong>de</strong>s détails<br />
contenus dans les images originales.<br />
Ce gui<strong>de</strong> contient une <strong>de</strong>scription technique<br />
générale <strong>de</strong>s spécifications et <strong>de</strong>s options,<br />
ainsi que <strong>de</strong>s fonctions standard et<br />
optionnelles disponibles qui ne sont pas<br />
nécessairement présentes sur chaque<br />
équipement.<br />
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