TESSIER ANTHONY. H.I.A Sainte-Anne Service d Imagerie Médicale Pr ARTEAGA TOULON

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1 TESSIER ANTHONY H.I.A Sainte-Anne Service d Imagerie Médicale Pr ARTEAGA TOULON

2 LES 2 DIMENSIONS DU RISQUE EXPOSITION POTENTIELLE inacceptables MAXIMUM tolérables Avril 1986 : explosion et feu réacteur 4 de la centrale nucléaire de Tchernobyl acceptables personnes professionnellement exposées MINIMUM Le public «S il n y a pas de risque sans danger, il peut y avoir des dangers sans risques» DANGER

3 Risques Professionnels aux Rayonnements non ionisants Un postulat : au-delà d une certaine intensité, les champs électromagnétiques sont susceptibles de déclencher certains effets biologiques Le corollaire : l exposition à des champs dont l intensité pourrait se révéler dangereuse est limitée par des recommandations ou des directives Nationales ou internationales

4 spectre électromagnétique et applications fréquence (Hz) 50 Hz rayonnements ionisants rayonnements non ionisants 10 7 IRM énergie des photons (ev) 10-11

5 Effets biologiques des champs magnétiques? 1940 : Premières recherches sur les effets biologiques des champs électromagnétiques (bloc de l Est) 1962 : Pendant la guerre froide et durant plusieurs années, l ambassade américaine de Moscou a été soumise à un intense bombardement d ondes électromagnétiques. L utilisation de cette arme nouvelle, dont on ignorait alors les effets avaient provoqué de simples protestations diplomatiques. Selon l aveu même de Zbigniew Brzezinski, conseiller du président Carter, on apprend que le taux de cancer de l ambassade de Moscou est un des plus élevés au monde!

6 En IRM, quels éléments agissent sur le corps humain? La question qui fait actuellement débat : «Une exposition faible, mais prolongée est-elle susceptible de susciter des réponses biologiques?»

7 IRM : le champ magnétique L'aimant est au cœur du fonctionnement de l'appareil IRM. Champ magnétique principal est constant et permanent. Unité de mesure de la puissance du champ magnétique : le Tesla(T). En 2010, les intensités de champs magnétiques sont comprises entre 0,1 et 7 Tesla. L'aimant supraconducteur utilisé est constitué d'un bobinage de Niobium-Titane (Nb-Ti) baigné constamment dans de l'hélium liquide (près de -269 C) qui en assure l'état supraconducteur : résistance électrique nulle (sans production de chaleur ). Le champ magnétique statique doit être uniforme dans la section du tunnel. Le champ magnétique diminue à mesure que l'on s'éloigne de l isocentre : on parle alors de champ magnétique résiduel. La répartition des lignes de champ dépend de la puissance du champ Magnétique, mais également de la présence d'un blindage autour de l'aimant.

8 AIMANT SUPRACONDUCTEUR Dewar extérieur Dewar intérieur Fil SC (NbTi) Hélium liquide 4.2 K Azote liquide 77 K enregistrement continu du champ magnétique - exposition naturelle: Champ magnétique terrestre 30 μt a 70 μt - trajet en tramway : μt - machine à café : 0.06 μt - portique antivol dans un centre commercial : μt - moyenne au domicile : 0.12 μt + bruit de fond - population générale : 40 mt en continu

9 Cage de Faraday nue

10 Effets biologiques des champs magnétiques statiques Interaction du champ magnétique statique avec les charges électriques du tissu selon 3 mécanismes: Induction magnétique : formation de courants induits sur les charges ioniques en mouvement (sang) ralentissement de la circulation sanguine + élévation de la tension artérielle Orientation magnétique : orientation de certaines molécules entrainant des déformations structurales (bâtonnets rétiniens) sensations visuelles dites «phosphènes» Interactions électroniques (modification du mouvement et de l énergie des électrons) modification de réactions chimiques métaboliques

11 IRM : les radiofréquences Les antennes = des bobinages de cuivre, de formes variables. Elles sont capables de produire et/ou capter un signal de radiofréquence (R.F.). Elles sont accordées pour correspondre à la fréquence de résonance de précession des protons qui se trouvent dans le champ magnétique. Pour un champ de 1,5 T : onde R.F. de 63,9 MHz. Antennes émettrices/ réceptrices (6KW de puissance RF) Les impulsions radiofréquences => l exposition a des champs électromagnétiques de haute fréquence produits par les antennes émettrices peut conduire a une augmentation de température dans les tissus.

12 IRM : les gradients Les gradients de champs magnétiques => la commutation rapide des gradients conduits a des champs électromagnétiques de basses fréquences. z y x Schéma d un fourreau de gradients

13 Le spectre électromagnétique IRM

14 Perturbation du système immunitaire Risques de tumeurs au cerveau ou de leucémies

15 IRM : ce qui est identifié aujourd hui des effets à court terme Stimulation nerveuse périphérique Goût métallique Vertiges - Sensation allant de simples fourmillements à des douleurs - Dépendent de l amplitude du champ - Stimulation électrique du nerf et des axones - Le seuil pour déclencher la SNP est 100 x supérieurs à la VLE - Le goût provient de la libération de protons secondaire à des courants sur la langue causée par les variations de champ magnétique. - Le mouvement du sujet est nécessaire. - Flux de courant : des petits mouvements de la tête peuvent générer des courants dans le vestibule et le nerf vestibulaire et entraîner un effet vertigineux - Effet magnétohydrodynamique : modification du flux d un fluide conducteur par la présence d un champ magnétique - Susceptibilité magnétique des structures vestibulaires : forces dues à des différences de susceptibilité magnétique du liquide et des cupules/macules qui génèrent un déplacement mécanique perçu par le cerveau comme une accélération réelle.

16 IRM : ce qui est identifié aujourd hui des effets à court terme Cardiovasculaires Magnéto phosphènes Cognitifs - Effet magnétohydrodynamique sur les flux aortiques - Augmentation de la TA, non perçue par le sujet. - Modifications de l ECG sans changement du rythme cardiaque - Orientation de certaines molécules entrainant des déformations structurales (bâtonnets rétiniens) sensations visuelles dites «phosphènes» - Pas d effet sur la mémoire à court terme, la mémoire de travail, la parole et les temps de réaction audio moteurs jusqu à 8T (Kangarlu 1999, Chakeres 2003,2005) Hors du champ 0.5T 1.5T Effet Magnétohydrodynamique (augmentation de l onde T )

17 IRM : ce qui est identifié aujourd hui des effets à court terme Grossesse - L'ICNIRP indique qu aucun effet net n'a pour l'instant été montré - Pour les travailleurs : les femmes enceintes sont systématiquement écartées de l'abord de l'irm au cours de leur travail par précaution. - Les manipulatrices enceintes sont affectées à des postes éloignés de l'irm. Cancer - À ce jour il n'y a pas d'argument permettant de faire un lien entre cancer et champ statique IRM. - Cependant la poursuite des recherches sont en cours afin de vérifier si une exposition longue, bien au-delà de 10 ans pourrait présenter un risque. En 2009, l OMS avait répertorié environ 3000 études réalisées dans le monde sur les effets biologiques des radiofréquences. Résultats des études épidémiologiques : aucun lien entre expositions et conséquences sur la santé

18 Contre-indications IRM 1. Pace maker 2. Valve cardiaque non-irm compatible 3. Clips, stents, coils, etc. non-irm compatible 4. Stimulateur neuronal ou périphérique 5. Implant cochléaire 6. Corps étranger métallique À vérifier Les gradients peuvent induirent des courants dans les électrodes 1. Pompes 2. Tatouage 3. Maquillage permanent 4. Dispositif intra-utérin (DIU) 5. Patchs 6. Claustrophobie 8. Enlever : piercing, boucles d oreilles, bagues, soutien-gorge, Montres, cartes de crédit, ticket de métro, etc. Risque d échauffement et de brûlures

19 Contraintes Pourquoi pas moi? Détérioration des montres, cartes de crédit, bandes magnétiques à partir de 1 mt Distances à respecter pour la protection des personnes et des matériels

20 Contre-indications IRM ATTENTION!!! Tous les matériels n ont pas encore été testés à 3T (http : // Principe de précaution : matériel non testé à 1.5T ou 3T => patients orientés vers appareil dont le champ magnétique est compatible avec le matériel.

21 Les pictogrammes! Marquage réglementaire de la ligne des 0.5mT

22

23 Protection de l enceinte sur le plan Électromagnétique Mesures du champ magnétique statique pour un aimant de 1,5T : Console 0,05 mt 0,10 mt 0,15 mt À la sortie du tunnel = 300 milli Tesla Puis diminution en fonction de l éloignement À la console = < 5 milli Tesla

24 Directive européenne du 29 avril 2004 sur les CEM 29 avril 2004 : Directive 2004/40/CE sur l exposition professionnelle L application de la directive prévue au 30 avril 2008 a été repoussée de 4 ans au 30 avril Pourquoi? : l UE lance une «analyse d impact approfondie» sur les dispositions de la Directive Doit être transposé dans le Code du travail de chaque état La directive s appuie sur les recommandations de la commission Internationale pour la protection contre les rayonnements non ionisants (ICNIRP) de Elle vise la protection des travailleurs Elle porte sur les effets nocifs connus à court terme Elle ne traite pas de possibles effets à long terme, car il n existe pas de données scientifiques probantes Ne mentionne pas le principe de précaution Ne concerne pas les effets secondaires sans danger

25 Directive européenne du 29 avril 2004 sur les CEM Objectif : Restreindre l exposition professionnelle aux CEM de 0 à 300 GHz en raison du risque pour la santé et la sécurité des travailleurs due aux effets secondaires connus à court terme dans le corps humain. La directive limite l exposition aux CEM et pourrait restreindre l utilisation de l IRM. les seuils préconisés empêcheraient en pratique l IRM. préparation du patient intervention pendant l examen déplacement du personnel dans la salle d examen IRM pédiatrique deviendrait impossible Problème : L utilisation des champs électromagnétiques en IRM n a pas été prise en compte?

26 Directive européenne du 29 avril 2004 sur les CEM En résumé : Dans les limites fixées par la directive, les médecins et le personnel soignant ne pourraient plus travailler dans des conditions légales! Demande de report de la transposition en droit national pour prendre en compte les particularités et bénéfices de l IRM.

27 La directive européenne sur les CEM La directive contient : Des valeurs limites d exposition (VLE) : fondées sur des considérations biologiques et d effet sur la santé, ne doivent pas être dépassées. Les respects de ces limites permettront de protéger les travailleurs des effets secondaires biologiques. Des valeurs déclenchant l action (VDA) = seuil d'alerte : grandeurs des paramètres mesurables qui permettent d assurer le respect des VLE. Concerne les 3 types de champs IRM Pour l Europe, ces valeurs sont fondées sur le travail de l ICNIRP (commission d experts internationaux) qui définit les limites de base.

28 IRM : les limites d exposition Commission internationale de protection contre les rayonnements non ionisants (ICNIRP) : niveau recommandé à la console pour une journée : < 200mT Élément de l IRM Champ Magnétique Statique Gradients RF (Champ électrique) RF (Champ magnétique) VDA 200mT 0.22T/s 61V/m 0.16A/m Prénorme européenne Valeurs limites d exposition (VLE) Corps entier : 200 mt sur la journée de travail avec plafond à 2T Extrémités : plafond à 5T Aux USA, les hauts champs sont considérés sans risques jusqu à 8T

29 IRM : les limites d exposition Poste de travail à la console 0,13 à 0,20 mt 280 à 830mT niveau recommandé à la console pour une journée : < 200mT DONC 1/1000 ème DE LA VDA! >200 mt et < 2T endroit accessibles par les mains seulement 1.5T 1.2 à 24 mt

30 IRM : les limites d exposition La limite proposée par la directive est très basse (corresponds à une élévation de température d environ 0,1 C) La RF ne représente pas un véritable problème pour les travailleurs en IRM L exposition à des hauts niveaux de RF est rare, en règle générale brève et la directive permet à l exposition RF d être moyennée au cours du temps. Par rapport aux limites de la FDA UE 0,4 W/kg / 6 min FDA 1.6 W/kg / 6 min Champ Magnétique Statique Gradients (gamme de fréquences jusqu à 1 khz) Pas de VLE Densité de courant : 10 ma/m 2 SAR (Moyenne corps entier) : 0.4W/Kg Les limites de l UE sont 4 fois plus basses que celles de la FDA RF SAR (localisée tête et tronc) : 30W/Kg SAR (localisée membres) : 20W/Kg V L E p o u r l a R F R i s q u e : é c h a u f f e m e n t ( S A R )

31 Conséquences de la directive dans le Domaine de l IRM IRM interventionnelle : gestes dans le tunnel Enfant : présence de l infirmière ou du manipulateur pour éviter l anesthésie Examen sous AG ou avec monitoring : présence de l anesthésiste dans la salle de l IRM. Actes techniques : fabrication, entretien, maintenance Nettoyage : dans le tunnel Applications de recherche : lorsque l expérimentateur doit surveiller les équipements lors des acquisitions. IRMf : certains protocoles de recherche (sourds/muets)

32 L électrohypersensibilité est-elle une nouvelle maladie? Hietanen 2002 Bioelectromagnetics Fatigue Trouble du sommeil 20 sujets se déclarant électrohypersensibles étude sur le nombre de symptômes ressentis exposition réelle ou champ nul On demandait aux sujets de signaler les symptômes ou sensations dès qu ils percevaient quelque chose d anormal. L étude montre l apparition de symptômes divers, le plus souvent dans la région cervicale. Palpitations Angoisse Maux de tête Pertes de mémoire Le nombre de symptômes rapportés était plus élevé en l absence d exposition que pendant l exposition réelle. Aucun des sujets n était capable de distinguer l absence d exposition et l exposition réelle.

33 L électrohypersensibilité est-elle une nouvelle maladie? En résumé : Les personnes se disant électro hypersensibles ne sont pas plus en mesure de détecter la présence d un champ RF que celles d un groupe témoin lors de test réalisé en double aveugle. Un certain nombre de travaux mettent en évidence l existence d un effet nocebo. Ces psy

34 Perspectives les pistes : 1. Pas de modification 2. Changement des VLE 3. Exemption de l IRM 4. Mise en place d une surveillance non contraignante La Commission Européenne a repoussé l application de la Directive à avril 2012 Avec une modification éventuelle de la Directive en cours, L objectif étant d évaluation plus précisément le bénéfice / risques de l imagerie médicale IRM

35 L avenir.2012? L IRM c est plus de 100 millions d examens de patients par an sur machines (dont 500 en France). L IRM a certainement contribué à une réduction importante de l exposition aux radiations ionisantes. Mais quiconque se tenant à un mètre d une IRM en service est hors des limites d exposition établies par la Directive Européenne Prochaine étape le 30 avril 2012

36 Enquête CSA jeudi 24 juillet 2008 dans le magazine Capital Au classement des innovations les plus "indispensables", les Français classent : l'irm en première position (67%), puis : -Le vaccin contre le cancer du col de l'utérus (64%) -La fécondation in vitro (27%), -Internet (25% ), -Le téléphone mobile (18%), -L ordinateur portable (14%), -Le GPS (10%)

37 Alliance for MRI L o b b y i n g Coalition de groupes de patients, parlementaires européens, scientifiques européens éminents et la communauté Médicale Position d Alliance for MRI : exclusion de l IRM de la Directive

38 Les CEM en trois leçons Réduire les niveaux d émission = aimants autoblindés Électroprotection plus importante Réduire les couplages

39 Ouf!

40 Points-clés La limite d énergie de 13,6 électrons volts permet de séparer les rayonnements ionisants des rayonnements non ionisants. Les informations actuelles ne montrent pas d effet sérieux sur la santé résultant de l exposition aux champs électromagnétiques statiques. A noté qu une exposition peut entraîner des effets sensoriels déplaisants comme des vertiges ou la baisse des performances à certaines épreuves cognitives lors des mouvements de la tête ou du corps. La directive européenne 97/43/Euratom préconise l'utilisation de l IRM, de préférence aux techniques irradiantes.

41 Points-clés La Commission envisage la possibilité de dispenser le secteur de la résonance magnétique médicale et les activités liées à l utilisation et à l évolution des techniques médicales qui y font appel de l obligation de respecter des valeurs limites d exposition. La santé et la sécurité des travailleurs demeureraient protégées par l ajout de mesures de prévention et de protection qualitatives renforcées dans la proposition de révision de la directive.

42 QCM : 1 «L absence de preuve d un effet nocif ne semble pas suffire aux sociétés modernes. Ce que l on exige avec de plus en plus d insistance, c est davantage la preuve de son absence». (Barnabas Kunsch) Qu est t il encore nécessaires? 1- des études de laboratoire 2- des expérimentations animales 3- des études épidémiologiques

43 QCM : 2 Les PNS peuvent provoquer des stimulations par la dépolarisation des membranes tels muscle et tissus nerveux. Quelles propositions vous paraisse exacte? 1- Limite légale a 3 fois sous le niveau de stimulation des nerfs périphériques, et 10 fois sous le niveau de la stimulation cardiaque. 2- Plus important sur l axe longitudinale Y 3- Limite atteinte assez facilement avec l écho planaire

44 QCM : 3 Dans une zone d exposition compris entre les valeurs ICNIRP et supérieur aux limites ICNIRP/IEEE et BMAS, il n y a pas d effets nocifs escomptés mais risque de conséquences néfastes sur la qualité du travail ou sur la sécurité des travailleurs. Dû à l apparition? 1- de phosphènes 2- d effet nocebo 3- de vertiges 4- de nausées 5- d effet magnéto-hydrodynamique (MHD)

45 Réponses QCM : 1 Réponses : 1,2,3 Sont encore nécessaires : - des études de laboratoire : préciser les effets biologiques cellulaires, - des expérimentations animales : études des relations dose-réponse, - des études épidémiologiques : corrélation statistique et incidence d une pathologie. QCM : 2 Réponses : 1,3 - Limite légale a 3 fois sous le niveau de stimulation des nerfs périphériques (60T/s),et 10 fois sous le niveau de la stimulation cardiaque. - Plus important sur l axe longitudinale Z - Limite atteinte assez facilement avec l écho planaire QCM : 3 Réponses : 1,3,4,5 Pas d effets nocifs escomptés mais risque de conséquences néfastes sur la qualité du travail ou sur la sécurité des travailleurs dû à l apparition de phosphènes, vertiges=effet magnéto-hydrodynamique (MHD), nausées.