Scanner et irradiation Optimisation des protocoles

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1 Scanner et irradiation Optimisation des protocoles J. Duchemin,, F. Martine-Rollet Rollet,, S Lienart, M Mobailly,, JP Florin, JP Beregi, Pour le comité de radiovigilance du CHRU de Lille N Puech du CHU de Rouen Avec l aide l précieuse de Mr François Masson, société SIEMENS

2 Introduction Les évolutions technologiques en scanner rendent cet examen de plus en plus performant en terme de qualité d image et d apport d au diagnostic dans de nombreuses pathologies. Toutefois, son utilisation doit être résonnr sonnée e car les risques pour le patient liés à l irradiation, bien que difficilement quantifiables sont réels. r La réalisation r d un d scanner doit être conduite de façon à délivrée e la dose la dite «ALARA» (As Low As Reasonable Achievable).

3 Objectifs Les objectifs de ce poster sont: De façon pratique, d exposer d les principaux facteurs influençant la dose délivrd livrée e lors d un d examen scanographique, Décrire les principales techniques de réduction r de dose. En annexe: Définir de façon plus détailld taillée e les différents paramètres mesurés s et calculés s concernant l irradiation. Rappeler Rappeler les grandes lignes des directives EURATOM

4 Définitions Pour connaître la dose absorbée e en tomodensitométrie, trie, on utilise «l Index de Dose Scanographique» obtenu à partir de mesures effectuée e sur fantômes. Index de Dose Scanographique=CTDI (Computed Tomography Dose Index).

5 Définitions Pour tenir compte de la diminution de la dose en profondeur, le CTDI pondère les valeurs obtenues à l aide de dosimètres placés s en surface (CTDIp( CTDIp) ) et au centre du fantôme (CTDIc( CTDIc) Ce CTDI pondéré (w) ce calcule ainsi: CTDIw=1/3CTDIc+2/3CTDIp

6 Définition du Pitch En monobarrette: Pitch = Av table pour 1 tour / Collimation En multibarrettes: Facteur pitch = Av table pour 1 tour / Collimation totale Pitch volumique = Av table pour 1 tour / Largeur d'une barrette

7 Définitions Le CTDI volumique se défini d ainsi: CTDI vol = CTDI w / Facteur Pitch Les mas efficaces correspondent à: Eff mas = ma * temps rot / Facteur Pitch

8 Paramètres influençant la dose En acquisition volumique, pour une même CTDI w, la dose reçue par le patient peut- être très s différente. Dosep0,25: x4 Dosep0,5: x2 Dosep0,75: x1,33 Dosep1 = 1 Dosep1,25: x0,8 Dosep1,5:x0,66 Dosep1,75: x0,57 Dosep2: x0,5

9 Paramètres influençant la dose Affichage du CTDIvol avant l examen l (pitch et séquence corrigés)

10 Paramètres influençant la dose Dose f(pitch,rotation) ou dose f(durée acq) Pitch =0,5 Pitch=1 Pitch=2 - Multicoupes - Constructeur dépendant!

11 Paramètres influençant la dose Dose = f(eff mas) X2 X2

12 Paramètres influençant la dose Dose / 3 soit -66 % Dose / 1,56 soit -36 % Dose x 1 soit +0 % Dose kv² Dose x 1,45 soit + 45%

13 Paramètres influençant la dose Dose f(collimation)

14 Dispositifs de réduction r de dose Les différentes voies: Adaptation des kv et mas: Notamment, réduction r des mas en fonction de l âge l ou du poids Systèmes de modulations automatiques de la dose: Adaptation dans l axe l xy mas adaptés s au patient et à la région r anatomique Modulation selon la systole et la diastole en acquisition avec gating cardiaque

15 Dispositifs de réduction r de dose Réduction des mas en fonction de l âge l ou du poids

16 Dispositifs de réduction r de dose latéral 1.00 a.p. latéral Attenuation ma Adaptation des ma dans le plan xy: Atténuation mesurée e en temps réelr ma adaptés s en temps réel Dynamique des ma jusqu à 90%

17 Dispositifs de réduction r de dose Adaptation des ma dans le plan xy - Modulation x,y - Courant tube sans modulation attenuation s 0.5s 1.0s 1.5s 2.0s 2.5s 0 cm 24cm 48cm 72cm 96cm 120cm tube position ϕ scantime t scanrange z

18 Dispositifs de réduction r de dose mas adaptés s au patient et à la région r anatomique ma adaptés s en x,y ma adaptés s dans l'axe z ma adaptés s selon la corpulence du patient

19 Dispositifs de réduction r de dose mas adaptés s au patient et à la région r anatomique tube current in ma

20 Dispositifs de réduction r de dose mas adaptés s au patient et à la région r anatomique a.p. (measured) lateral (calculated) attenuation I_0 / I table position

21 Dispositifs de réduction r de dose mas adaptés s au patient et à la région r anatomique - Courant tube sans modulation attenuation Corpulent Standard Mince s 0.5s 1.0s 1.5s 2.0s 2.5s 0 cm 24cm 48cm 72cm 96cm 120cm tube position ϕ scantime t scanrange z

22 Dispositifs de réduction r de dose mas adaptés s au patient et à la région r anatomique attenuation Réduction de dose jusqu'à 66% selon les régions explorées s 0.5s 1.0s 1.5s 2.0s 2.5s 0 cm 24cm 48cm 72cm 96cm 120cm tube position ϕ scantime t scanrange z

23 Dispositifs de réduction de dose mas adaptés au patient et à la région anatomique

24 Dispositifs de réduction r de dose Adaptation selon ECG: Diminution de 80% de la dose durant la systole soit une réduction r de 20% au total ma 100% 20% Temps

25 Dispositifs de réduction r de dose Adaptation selon l ECG: l Localisation des images / réduction r de dose Avant acquisition Pendant l'acquisition

26 Dispositifs de réduction r de dose Comparatif d'irradiations Sans dispositif de réduction de dose Dose eff msv Radio thorax Paris La Paz CT thorax Coronarographie Coro CT 4 cps Coro CT 16 cps Coro CT 64 cps Scint Tl Sources

27 Conclusion Le manipulateur et le radiologue: Choix correct du protocole d'acquisition La machine: Adaptation automatique de la dose selon la morphologie et la région r anatomique

28 Annexe Définition de la «dose» Mesure de dose proposée e en scanner Directive EURATOM 97/43/arrêt arrêté du 12 février f 2004 (CTDIvol( et DLP)

29 Définition de la "dose" La dose absorbée Dose absorbée: D C est l él énergie absorbée e par quantité de matière (Joule / kg) 1 Gray (Gy) = 1 Joule / 1 kg

30 Définition de la "dose" La dose absorbée A dose absorbée e identique, les effets tissulaires sont différents en fonction: de de la nature des rayonnements des des tissus impliqués

31 Définition de la "dose" La dose équivalente: Dose équivalente: H T Dose équivalente = Dose abs * W r Pour les rayons X, W r = 1 Dose équivalente s exprime s en Sievert (Sv) 1 Sv 1 Gy (pour la radiologie X) La dose équivalente est physiquement mesurable

32 Définition de la "dose" La dose efficace: Dose efficace: E Dose efficace = (H T * W t ) W t = f (tissus, de leur sensibilité au rayonnement) W t (Gonades) = 0.2 W t (moelle osseuse) = 0.12 W t (peau) = 0,01 W t =1 Dose efficace s exprime s en Sievert (Sv) La dose efficace n'est pas mesurable: C'est effet biologique qui est estimé / calculé.

33 Définition de la "dose" La dose efficace: La dose efficace permet de cumuler des doses reçues lors de différents examens (radio, scanner ) Elle offre un comparatif / irradiation naturelle ( 2 à 5 msv/an) Différence homme/femme (thorax,pelvis) Mais pour déterminer d précis cisément cette dose, il faut un logiciel de calcul spécifique

34 Définition de la "dose" La dose efficace est indiquée e dans la documentation pour les protocoles par défautd

35 Mesure de dose proposée e en scanner La dose en scanner: La valeur de la dose délivrd livrée e au patient est détermind terminée à partir de mesures réalisées sur fantômes.

36 Mesure de dose proposée e en Mesure de la dose scanner

37 Mesure de dose proposée e en scanner Mesure de la dose: Computed Tomography Dose Index: CTDI Indice Indice de Dose de Scanographie Pondéré (IDSP) Corps: = 32 cm Tête: = 16 cm Longueur sonde = 100 mm f(kv,collimation,ma,rotation ma,rotation)

38 Mesure de dose proposée e en scanner Mesure de la dose: CTDI 100 = une mesure (coupe séquentielle) s intégr grée e sur 100mm. Il y a 4 mesures périphp riphériques riques (CTDI 100p ) et une mesure centrale (CTDI 100c ). Une valeur pondérée e est définie: d CTDICTDI 100w = 1/3 CTDI 100c + 2/3 CTDI 100p La CTDIw s exprime en mgy

39 Mesure de dose proposée e en scanner La dose patient dépend d fortement de la corpulence du patient La dose augmente lorsque la corpulence du patient diminue

40 Mesure de dose proposée e en scanner 16 32

41 Directive EURATOM 97/43 / Transpositions Contenu (partiel) d Euratom d 97/43 maintenir ou améliorer la qualité image tout en réduisant r les doses des niveaux de dose pour des examens types ne devraient pas être dépassd passés Il ne s agit pas de doses limites mais conseillées es

42 Directive EURATOM 97/43 / Transpositions Contenu (partiel) d Euratom d 97/43 Descriptif de l examen l (indications, visualisation,paramètres tres ). Définition des doses (CTDIw( et DLP) en fonction des zones explorées es Rien n est n définitifd

43 Directive EURATOM 97/43 / Transpositions Exemples Irradiation naturelle: 2 à 5 msv/an Région CTDI w Euratom 97/43 DLP Euratom 97/43 CTDI w Arrêté 12 fév f v 04 DLP Arrêté 12 fév f v 04 CTDI w S16 DLP S16 Dose eff Encéphale 58mGy 1050mGy.cm 58mGy 1050mGycm 58mGy 1050mGy.cm 2mSv Thorax 27mGy 650mGy.cm 20mGy 500mGy.cm 9,4mGy 235mGy.cm 4mSv Abdomen 33mGy 770mGy.cm 25mGy 650mGy.cm 14,2mGy 369mGy.cm 9mSv Pelvis 33mGy 770mGy.cm 25mGy 450mGy.cm

44 Directive EURATOM 97/43 / Transpositions Les Les décrets d d application d (J.O. 26 mars 2003) «Art. R Aucun acte exposant aux rayonnements ionisants ne peut être pratiqué sans un échange préalable d'information écrit entre le demandeur et le réalisateur r de l'acte. «Le demandeur fournit au réalisateur r les informations nécessaires n à la justification de l'exposition demandée e dont il dispose. Il précise notamment le motif, la finalité,, les circonstances particulières res de l'exposition envisagée, e, notamment l'éventuel état de grossesse, les examens ou actes antérieurement réalisr alisés s et toute information nécessaire n au respect du principe mentionné au 2 2 de l'article L «Le médecin m réalisateur r de l'acte indique sur un compte rendu les informations au vu desquelles il a estimé l'acte justifié,, les procédures et les opérations réalisr alisées ainsi que toute information utile à l'estimation de la dose reçue par le patient.. Un arrêté du ministre chargé de la santé précise la nature de ces informations.

45 Directive EURATOM 97/43 / Transpositions Les Les décrets d d application d (J.O. 26 mars 2003) Ces informations seront plus ou moins faciles à transcrire, d'autant plus que les décrets d de transposition n'ont pour l'instant pas repris ce que stipulait la directive EURATOM (article 8, "matériels", alinéa 6 : Si des équipements de radiodiagnostic nouveaux sont utilisés, s, ils doivent être équipés, lorsque cela est possible, d'un dispositif informant le praticien de la quantité de radiation produite par l'équipement au cours de la procédure radiologique.) - en tomodensitométrie, trie, tous les appareils mentionnent, plus ou moins explicitement, le Produit dose.longueur (PDL) pour chaque acquisition, exprimé en mgy.cm. C'est cette valeur qu'il faudra reporter sur le compte rendu.. Quand l'examen aura comporté plusieurs acquisitions, c'est le PDL cumulé qu'il faudra reporter.

46 Directive EURATOM 97/43 / Transpositions Quantification de l irradiationl CTDIw: outil de comparaison des paramètres d acquisition / à une mesure étalon «Approche» d une zone irradiée: indication de dose reçue pour un examen (longueur, nb passage, etc )

47 Directive EURATOM 97/43 / Transpositions Quantification de l irradiation: l A partir de la CTDIw,, intégrer sur la zone explorée Définition d un d Produit Dose-Longueur ou Dose- Length Product (DLP) Le résultat r s exprime s mgy.cm

48 Directive EURATOM 97/43 / Transpositions Quantification de l irradiationl Image récapitulative d un examen