MB3: Biophysique Imagerie - Rayonnement Année universitaire

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1 Imagerie Médicale : Bases techniques Indications, Risques, Bénéfices 1. Imagerie Diagnostique SIM St-Eloi Montpellier J- M BRUEL, B. GALLIX UFR Médecine Montpellier-Nîmes PCEM 2 novembre L'IMAGERIE MEDICALE (anciennement la RADIOLOGIE) : Qu'est ce que c'est? Examen du corps humain par des techniques physiques qui donnent des images, Reflets - structures anatomiques, normales ou non - fonctionnement d appareils ou de systèmes, 2 L'IMAGERIE MEDICALE : dans quel but? Obtenir des éléments diagnostiques par analyse sémiologique d images Guider des prélèvements à des fins d analyse biologique Réaliser un geste thérapeutique guidé par imagerie Imagerie diagnostique Imagerie interventionnelle 3 Objectifs d enseignement Connaître les différentes techniques physiques utilisées en Imagerie Médicale et leurs applications technologiques Évaluer les principaux risques des examens d imagerie avec le patient dans une démarche d analyse bénéfice / risque Informer le patient sur les conditions de préparation et de réalisation des principaux examens d imagerie Imagerie diagnostique 4

2 Évolution des techniques Des rayons X à la Résonance Magnétique... Rayons X Ultra-sons Infra-rouges Résonance Magnétique Isotopes radio-actifs Radiations ionisantes Radiations ionisantes 5 Conditions de visibilité d une image Tonalités (intensité du signal) Taille N et B, Couleurs Contraste ( Δ ) Mouvement Résolution en contraste Résolution spatiale Résolution temporelle 6 Contraste Tonalités naturelles (intensité du signal) N et B, Couleurs : (f) technique utilisée Contraste ( Δ ) Traits : interfaces entre 2 zones de signal différent Tonalités non naturelles (artificielles) Objets métalliques en Radiol. X «Produits de contraste» 7 8

3 9 10 Produits de Contraste Modifient le signal (de la technique utilisée) Rayons X : produits opaques, transparents Attention = isotopes froids isotopes radioactifs IRM : hyper- ou hypo-signal US : produits «hyperéchogènes» Lois des «traits» (ou contours) 11 12

4 Produits de Contraste Modifient le signal (de la technique utilisée) Introduction, distribution, élimination Opacifications directes Ingestion, lavement Drain chirurgical Opacification «rétrograde» d un syst. canalaire Ponction (percutanée) d une cavité ou canal Opacifications indirectes («fonctionnelles») Produits de Contraste Modifient le signal (de la technique utilisée) Introduction, distribution, élimination Opacifications directes Opacifications indirectes («fonctionnelles») Injection veineuse périphérique exemple d une TDM du foie opacification veineuse périphérique puis cave opacif. cavités cardiaques D, artérielle puis veineuse pulmonaire opacif. cavités cardiaques G, aorte opacif. artère hépatique et son réseau artériolaire opacif. portale par «retour» splénique et mésentérique opacif. veineuse hépatique opacif. cavités excrétrices rénales temps tardif d équilibre avec le secteur interstitiel Produits à captation et élimination spécifique Captation hépatocytaire / élimination biliaire Anticorps monoclonaux marqués 15 16

5 hypodense avant injection remplissage centripète 17 Angiome hépatique homogénéisation au temps tardif 18 Produits de Contraste Modifient le signal (de la technique utilisée) Introduction, distribution et élimination Risque HNF 19 20

6 Applications Technologiques Rayons X Ultra-sons Résonance Magnétique Isotopes radio-actifs - Radiologie X de projection - Scanographie X ou TomoDensitoMétrie 21 Radiologie X de projection Indications : tous les secteurs de la médecine et de la chirurgie - Rx du thorax - Rx des membres et ceintures - Rx du crâne, massif facial, rachis - Rx abdominale et digestive - Opacifications - Digestives et biliaires, - Urinaires et pelviennes - Arthrographies progressivemen t substitution par : échographie scanner X IRM 22 Radiologie X de projection Radiologie X de projection - Topographie globale - - Troubles de la statique vertébrale - Topographie lésion digestive Risques - Technique irradiante (rayons X) - Produits de Contraste Iodés (PCI) - Étude dynamique - - Montage chirurgical - Différentes positions et incidences 23 Coût - Gestes techniques ponctions (Radiologie interventionnelle ) - Thorax 20 - Opacification du grêle Squelette complet

7 Angiographie numérisée Indications : - Diagnostiques Vision directe des vx -Cardiovasculaire -Neuroradio -Abdomen - Interventionnelle +++ Substitution par : angioscanner angio IRM TDM ou scanner X (CT) - Tomographie : isoler un plan dans un volume en fait une tranche - Densitométrie : mesurer (valeur numérique) l absorption par chaque «pixel» en fait un «voxel» TDM Evolution : du «spiralé» au «multidétecteur» - Balayage hélicoïdal avec plusieurs rangées de détecteurs ( ) - Rotation continue = plusieurs hélices entrelacées - Plusieurs hélices entrelacées à des temps différents : examen multiphasique - Imagerie volumique 2000 : 1 scan thoraco-abdominal =150 coupes 2006 : 1500 coupes coupes 27 Scanner X Indications : tous les secteurs de la médecine et de la chirurgie - Diagnostiques - Vision globale des structures et de leur environnement - Utilisation de PCI (images des vaisseaux et de la vascularisation): «angioscanner dynamique» - Interventionnelles 28

8 29 30 Acquisition d images dans plusieurs plans Imagerie multiplans et 3 D Endoscopie virtuelle Navigation Chirurgie assistée par ordinateur 31 32

9 Scanner X Indications : - Étude directe, globale - Substitution à la radiologie «conventionnelle - Actes thérapeutiques - Alternatives à la chirurgie - Traitements complémentaires Scanner X Indications : Risques - Technique irradiante (rayons X) - PCI utilisés - Gestes techniques - Ponction vasculaire -... Coût Risque du geste interventionnel Applications Technologiques (2) Échographie et écho-doppler Rayons X Ultra-sons - Echographie - Echo-Doppler Échotomographie - Imagerie dynamique, en «échelle de gris» - Échographie Haute Résolution (> 7,5 MHz) - Échographie endo-cavitaire, Échoendoscopie Écho-Doppler - Analyse spectrale (D. continu et D. pulsé) - Doppler couleur, Doppler «énergie» Échographie avec Produit de Contraste (PCUS) 35 36

10 Échographie : Bases de formation de l image - Liquides homogènes - Transmission des US - Pas de réflexion - peu ou pas d absorption anéchogène «renforcement postérieur» - Interfaces - Réflexion ± importante - Absorption ± importante Structure «échogène» «Cône d ombre» postérieur - «échostructure» - Vaisseaux - Cavités contenant des liquides homogènes - Viscères Échographie Indications : tous les secteurs - Gynéco-obstétrique - Surveillance de la grossesse - Étude pelvienne - Pédiatrie - Abdominal et digestif - Viscères pleins, vaisseaux - Tube Digestif - Cardio-vasculaire - Sénologie - Ostéo-articulaire 39 Échographie Indications et bénéfices Risques Coût - Technique non irradiante - Gestes techniques - Produits de contraste US ( ) - Risques du geste interventionnel... Echographie diagnost. 45 Echo Doppler 70 40

11 Applications Technologiques (3) Rayons X Ultra-sons Résonance Magnétique - Imagerie par Résonance Magnétique - Spectroscopie par RM 41 IRM - Indications : tous les secteurs - Neuro-Radio - Tête et Cou - Rachis - Abdominal et Digestif - Cholangio-IRM - Foie, Reins, Pelvis... - Ostéo-articulaire - Cardio-vasculaire - Sénologie - Uro-gynéco - Pédiatrie 42 IRM Indications : - Diagnostiques - Vision globale des structures et de leur environnement - caractérisation élevée - Imagerie volumique - Utilisation de contrastes adaptés (Gd) : «rehaussement» des vaisseaux et de la vascularisation : «IRM dynamique» - Interventionnels 43 IRM Indications : Risques - Technique non irradiante - Risques médicamenteux réduits... (Gadolinium / Iode) - Peu de contre-indications véritables - Pace-maker et neuro-stimulateur - Claustrophobie - Corps métalliques - Disponibilité des machines 44

12 IRM Indications : Risques Coût - de l acte lui-même - IRM 300 Applications Technologiques Rayons X Ultra-sons Résonance Magnétique - de la démarche globale - Impact diagnost. et Thérapeutique - Coût du risque? Isotopes radio-actifs - Scintigraphie - TEP scan Tomographie par émission de Positons couplée à un scanner X (TEP- CT) Exploration fonctionnelle de Médecine Nucléaire au 18 FDG Obtention d un glucose marqué par du 18 Fluor Fixation sur les structures fortement consommatrices de glucose, souvent cellules malignes à hypermétabolisme caractérisation Couplage à un scanner X Résolution spatiale élevée détection TEP CT Indications : bilan lésionnel en cancérologie - Diagnostiques - caractérisation élevée - Détection - Différenciation tissu non cancéreux / tumeur - Faux positifs possibles - Repérage facilité - Limitation par la résolution spatiale du TEP 47 48

13 TEP CT Indications Risques irradiation à relativiser dans le contexte des enjeux en cancérologie Limitations Accès (disponibilité) Faux positifs Faible résolution morphologique Coût Le Risque en Imagerie risque d irradiation (f) de la technologie (ex : ASP / TDM) (f) des conditions techniques d examen Nombre de clichés, temps de scopie Caractéristiques du balayage TDM d un volume Épaisseur et espacement des coupes Nombre de passages («phases») (f) de la répétition des examens (f) de la radiosensibilité des tissus examinés Tissus «jeunes», gonades Enfant Femme enceinte 50 Le Risque en Imagerie Le Risque en Imagerie Risque d irradiation / Prévention du risque d irradiation Éviter les examens inutiles Rechercher un risque particulier Discuter la technique et la technologie (ex : US / TDM, Scanner multi-détecteurs) Adapter la technique d examen Radioprotection active Radioprotection passive Préciser dans le CR la dose délivrée Évaluer les «bénéfices / risques» et en informer le patient Médecin demandeur Médecin imageur 51 Irradiation Risques liés au produit de contraste Risques des conditions d introduction Néphrotoxicité Réaction allergique à une molécule particulière Neurotoxicité Autres 52

14 produits de contraste iodés (PCI) : facteurs de risque.1 produits de contraste iodés (PCI) : facteurs de risque.2 Facteurs de risque néphrotoxique Insuffisance rénale pré-existante Créatininémie > 120 µmol/l Clearance de la créatinine < 60 ml / min (formule de Cockroft) Diabète, surtout si néphropathie diabétique (metformine) âge Médicaments néphro-toxiques Déshydratation Myélome hydratation Facteurs de risque allergique Accident grave lors d un examen avec injection d un PCI Peut-on identifier le PCI en cause? Asthme mal équilibré (crise dans les 8 jours précédant l examen) Le jeûne hydrique est plus dangereux qu util Le Risque en Imagerie Irradiation Le Risque en Imagerie Risques / Prévention des Risques liés aux produits de contraste iodés (PCI) Éviter les examens inutiles Rechercher un risque particulier Discuter la technique et le produit de contraste Médecin anesthésiste réanimateur Médecin allergologue Médecin demandeur Médecin imageur Irradiation Risques liés au produit de contraste Risques généraux ß-bloquants Anesthésie générale Position debout Erreurs de préparation à l examen Accident de parcours Évaluer les «bénéfices / risques» et en informer le 55 56

15 Examens d imagerie Bénéfice / Risque Connaître les conditions de demande d un examen complémentaire dans la perspective «bénéfice / risque» Identifier le risque et participer à sa gestion Informer le patient Transmettre une demande pertinente Évaluer la pertinence d un résultat d examen radiologique «bénéfices / risques» Information du patient Expliquer le but de l examen Information sur la maladie Objectifs de l examen Impact sur la prise en charge Décrire les conditions de préparation et de réalisation Donner une information sur les risques Expliquer le rapport «bénéfice / risque» Assurer la traçabilité de cette démarche Objectifs d enseignement Connaître les différentes techniques physiques utilisées en Imagerie Médicale et leurs applications technologiques Évaluer les principaux risques des examens d imagerie avec le patient dans une démarche d analyse bénéfice / risque Informer le patient sur les conditions de préparation et de réalisation des principaux examens d imagerie 59

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