Enjeux dosimétriques des examens par scanners médicaux

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1 Enjeux dosimétriques des examens par scanners médicaux Jean Louis Greffe, CHU de Charleroi Christian Hunin, RP Protect Sébastien Bontemps, CN Tihange Dr Tack, RHMS Baudour Dr Christian Delcour, CHU de Charleroi Computed Tomography An Increasing Source of Radiation Exposure, David J. Brennet and al, The New England Journal of Medicine, 357,22, nov /11/2011 jean charleroi.be 1

2 Introduction Législation Dose D = f(ct) D = f(utilisat) D = f(optim) Plan phys med 15/11/2011 jean charleroi.be 2

3 Place du CT Réf: Dose Reduction in CT while maintaining diagnostic confidence: a feasibility/demonstration study, IAEA TECDOC 1621 sept2009, 15/11/2011 jean charleroi.be 3

4 Place du CT au US Guide to Low Dose, Siemens, p7, /11/2011 jean charleroi.be 4

5 Introduction Législation Dose D = f(ct) D = f(utilisat) D = f(optim) Plan phys med 15/11/2011 jean charleroi.be 5

6 Contexte réglementaire Transposition Directive 97/43 du 30 juin 1997 Décret n du 24/03/2003 introduisant dans le CSP les modalités d application des principes de justification et d optimisation Décision du 22 novembre 2007 fixant les modalités du contrôle de qualité des scanographes Délivrer la dose la plus faible possible compatible avec l obtention d une image fournissant l information diagnostique recherchée. 15/11/2011 jean charleroi.be 6

7 Les principes de base de la radioprotection Justification des pratiques utilisant les rayonnements ionisants Optimisation de la radioprotection Article 9: Limitation des doses individuelles Euratom Niveaux de référence diagnostiques européens Euratom Sept 15/11/ jean charleroi.be 7

8 Introduction Législation Dose D = f(ct) D = f(utilisat) D = f(optim) Plan phys med 15/11/2011 jean charleroi.be 8

9 Radioprotection: la dose Dose absorbée D a[gy] = de d m J] [kg] Energie que la radiation dépose par unité de masse de matière. Dose équivalente W R Rayonnements Photon 1 électron 1 Proton 5 Neutron 5 à 20 Particule 20 H T,R [Sv] = R D T,R x W R Effets biologiques selon la nature des rayonnements Dose efficace E [Sv] = T H T x W T Au niveau de l organisme entier, même effet sur la santé que les doses différentes reçues au niveau de différents organes Réf: ICRP (1993) Recommendations (ICRP publication 60). Annals ICRP Oxford, Pergamon Press.21 :415. W T Tissu ou organe gonades (ovaires testicules) 0,20 moelle osseuse 0,12 colon 0,12 poumon 0,12 estomac 0,12 vessie 0,05 seins 0,05 foie 0,05 œsophage 0,05 thyroïde 0,05 peau 0;01 surface des os 0,01 autres tissus ou organe 0,05 somme 1,00 15/11/2011 jean charleroi.be 9

10 Dosimétrie d un CT Grandeurs dosimétriques spécifiques Indice de Dose de Scanographie (CTDI) Computed Tomography Dose Index Mode séquentiel [mgy] D(z) = Profil de dose selon l axe z pour 1 rotation de 360 N = Nombre de coupes T = Largeur nominale des coupes N x T = Largeur de collimation du faisceau Le CDTI 100 est mesuré avec une chambre crayon dont le volume sensible à une longueur de 100 mm. 15/11/2011 jean charleroi.be 10

11 Grandeurs dosimétriques spécifiques Indice de Dose de Scanographie Pondéré (CTDI w ) Weighted Computed Tomography Dose Index Mesure dans un fantôme cylindrique en pmma: CTDI w = (1/3 CTDI 100,c + 2/3 CTDI 100,p ) [mgy] au centre CDTI 100,c en périphérie CDTI 100,p Normalisé à 100 mas n CTDI w 15/11/2011 jean charleroi.be 11

12 Grandeurs dosimétriques spécifiques Indice de Dose de Scanographie Volumique (CTDI vol ) Volume Computed Tomography Dose Index Mode hélicoïdal Mode séquentiel avec des coupes jointives CTDI vol = CTDI w / Pitch d = Distance parcourue par la table pour une rotation de 360 N = Nombre de coupes T = Largeur nominale des coupes Pitch = d / (N T) CTDI vol = n CTDI w mas eff / /11/2011 jean charleroi.be 12

13 Mode hélicoïdal CTDI 100,c Tension = 120 kv Charge = 200 mas Temps de rot = 0,5 s Temps d irradiation = 3,04 s Pitch = 1 Epaisseur de coupe 64 x 0,6 15/11/2011 jean charleroi.be 13

14 Mode hélicoïdal sur 10 cm de longueur Tension = 120 kv Charge = 200 mas Temps de rot = 0,5 s Temps d irradiation = 3,04 s Pitch = 1 Epaisseur de coupe 64 x 0,6 CTDI 100,p 15/11/2011 jean charleroi.be 14

15 Produit dose longueur (DLP) Dose Length Product Grandeurs dosimétriques spécifiques DLP =CTDI vol L [mgy cm] Avec L la longueur total explorée = temps d irrad x vitesse de dépl table En mode séquentiel En mode hélicoïdal 15/11/2011 jean charleroi.be 15

16 Introduction Législation Dose D = f(ct) D = f(utilisat) D = f(optim) Plan phys med 15/11/2011 jean charleroi.be 16

17 Les facteurs primordiaux qui influencent la dosimétrie d un scanographe sont : La géométrie: répartition de la dose Problématique de la dosimétrie en acanographie, Francis R. Verdun, Institut Universitaire de radiophysique, Lausanne 15/11/2011 jean charleroi.be 17

18 Les facteurs primordiaux qui influencent la dosimétrie d un scanographe sont : Qualité du faisceau 15/11/2011 jean charleroi.be 18

19 Les facteurs primordiaux qui influencent la dosimétrie d un scanographe sont : Qualité du détecteur Feuillet radiologique CT, , n2, Vol 42,, /11/2011 jean charleroi.be 19

20 Les facteurs primordiaux qui influencent la dosimétrie d un scanographe sont : Collimateur en entrée et en sortie Guide to Low Dose, Siemens, p41, /11/2011 Feuillet radiologique CT, , n2, Vol 42,, 2002 jean charleroi.be 20

21 Les facteurs primordiaux qui influencent la dosimétrie d un scanographe sont : La filtration du faisceau Caractéristique du foyer 0,8x0,5 mm²/ 0,8x0,7mm² 15/11/2011 jean charleroi.be 21

22 Introduction Législation Dose D = f(ct) D = f(utilisat) D = f(optim) Plan phys med 15/11/2011 jean charleroi.be 22

23 Lors de l acquisition, les grandeurs sont: La tension du tube Dose ~ kv² De 120 à 140 kvp + 50 % De 120 à80 kvp 75 % Remy Jardin Eur Radiol 2003, 13: /11/2011 jean charleroi.be 23

24 Lors de l acquisition, les grandeurs sont: Le courant du tube Temps d acquisition Dose ~ ma(s) 15/11/2011 jean charleroi.be 24

25 Lors de l acquisition, les L épaisseur de coupe grandeurs sont: De 5 à2.5 mm + 10 % De 2,5 à1 mm + 22 % De 1 à0,5 mm + 75 % Remy Jardin Eur Radiol 2003, 13: /11/2011 jean charleroi.be 25

26 Lors de l acquisition, les grandeurs sont: Le pitch Pitch 1,5 Pitch 0,75 Feuillet radiologique CT, , n2, Vol 42,, /11/2011 jean charleroi.be 26

27 Lors de l acquisition, les grandeurs sont: La longueur de l exploration Nombre d acquisition Patient 15/11/2011 jean charleroi.be 27

28 Introduction Législation Dose D = f(ct) D = f(utilisat) D = f(optim) Plan phys med 15/11/2011 jean charleroi.be 28

29 Optimiser la dosimétrie Système de modulation de l intensité du courant Guide to Low Dose, Siemens, p41, 2011 Guide to Low Dose, Siemens, p43, /11/2011 jean charleroi.be 29

30 Optimiser la dosimétrie Système de modulation de la tension Guide to Low Dose, Siemens, p41, /11/2011 jean charleroi.be 30

31 Optimiser la dosimétrie Collimateur asymétrique Guide to Low Dose, Siemens, p48 49, /11/2011 jean charleroi.be 31

32 Optimiser la dosimétrie Système de modulation fonct. de l organe Guide to Low Dose, Siemens, p54, 2011 ICRP /11/2011 jean charleroi.be 32

33 Optimiser la dosimétrie Système de RP personnel Guide to Low Dose, Siemens, p41, /11/2011 jean charleroi.be 33

34 Optimiser la dosimétrie Système de RP pédiatrie Guide to Low Dose, Siemens, p41, /11/2011 jean charleroi.be 34

35 Optimiser la dosimétrie Amélioration de la reconstruction de l image: Reconstruction itérative Guide to Low Dose, Siemens, p41, /11/2011 jean charleroi.be 35

36 Optimiser la dosimétrie Adaptative cardio Guide to Low Dose, Siemens, p46, /11/2011 jean charleroi.be 36

37 Optimiser la dosimétrie 3D Care Dose4D SmartBeam X ray beam filtration IQ Brilliance CT BrightSpeed Elite Smart Track 16 x 0.75 Adaptative 4D Noise Reduction Auto ma Smart ma Optidose Foyer dynamique Pediatric 3D dose modulation ECG Dose Modulation SAFIRE 15/11/2011 jean charleroi.be 37

38 Introduction Législation Dose D = f(ct) D = f(utilisat) D = f(optim) Plan phys med 15/11/2011 jean charleroi.be 38

39 La législation améliore la dosimétrie 15/11/2011 jean charleroi.be 39

40 La législation améliore la dosimétrie Mise en place du plan physique médicale Contrôle de qualité plus fréquent, plus strict Etude statique de la dosimétrie patient Niveau de référence diagnostique Formation continuée 15/11/2011 jean charleroi.be 40

41 La législation améliore la dosimétrie 15/11/2011 jean charleroi.be 41

42 Niveau de référence diagnostique Journal officiel de la répubilque française 16/3/2004 Moniteur Belge du 28/09/ /11/2011 jean charleroi.be 42

43 Enjeux dosimétriques D = f(ct) Géométrie Qualité RX et détecteurs Système de collimation D = f(utilisat) Tension, charge Longueur d exploration Patient D = f(optim) f(ma, kv, colli, ) reconstruction Plan phys med Contrôle de qualité Formation Conclusions 15/11/2011 jean charleroi.be 43

44 Merci jean charleroi.be 15/11/2011 jean charleroi.be 44