Optimisation en scanographie pédiatrique : Apport des nouveaux outils

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1 Optimisation en scanographie pédiatrique : Apport des nouveaux outils Pr. Hubert DUCOU-LE-POINTE, Chef du Service de Radiologie Pédiatrique Hôpital Armand-Trousseau Aurélien BOUËTTÉ, Personne Spécialisée en Radiophysique Médicale Hôpital Saint-Antoine et Hôpital Armand-Trousseau Saint-Malo 11-12/06/201 : 6ème Journées SFRP sur l optimisation de la radioprotection dans les domaines nucléaires, industriels et médical -

2 PROBLEMATIQUE Contraintes de la pédiatrie Risques stochastiques accrus Variabilité corpulence des enfants Doses en scanner IDSV : dose par coupe PDL : dose par acquisition E : dose efficace Paramètres à optimiser Intensité ma Tension kv Reconstruction SFRP 13/12/2011

3 OBJECTIF Changement du scanner de Trousseau en octobre 2013 Ancien Scanner (200) Nouveau Scanner (2013) PHILIPS MX 8000 IDT - 16 barettes SIEMENS SENSATION AS+ - 6 barettes Modulation en intensité Modulation en intensité ajustable : CareDoseD Sélection manuelle de la tension Sélection automatique de la tension : CarekV Tensions 90kV, 1kV, 130kV Tensions 0kV, 80kV, 0kV, 120kV, kv Reconstruction Rétroprojection filtrée Reconstruction itérative : SAFIRE Evaluer et optimiser les doses délivrées aux patients

4 MATERIEL Connexion du scanner au logiciel Dosewatch GE Installation dès mise en service Recueil automatisé des doses et des paramètres d'acquisition

5 METHODE Analyse de la dose Recueil sur quelques mois Analyse valeurs IDSV Tri des acquisition par type Tri par tranches d âges Analyse de la qualité image Avis des radiologues Avant tout : qualité image diagnostique & respect des NRD

6 RESULTATS : Analyse recueil doses 1er mois IDSV (mgy) EXAMEN Age (ans) [0-[ Crane [08-12[ [0-[ Thorax [08-12[ [0-[ M.Facial [08-12[ [0-[ Rochers [08-12[ [0-[ Sinus [08-12[ [0-[ Abdo-pelvis [09-12[ [0-[ TAP [08-12[ Nb Acquisitions Trousseau 1,9 22, 28,2 0,0 0,8 1,0 1,3 3,2 9,8 12, 63, 26,3 31, 39,2 9,9 2,8,,0 31, 1,3 2,0 9, 6, 1, 1,9 3,8,6 Référence* PDL (mgy.cm) Ecart relatif ,% -,1% -3,% -,% -,3% -,2% -60,8% -0,3% 1,6% -1,% -,0% -3,8% -1,% -6,2% -60,1% 21,0% -68,3% -60,0% 38,% -6,3% -61,3% -,1% Trousseau 28,9 11, 1, 66,9 1,2 22,6 33,9,1 116,3 1,6,1 92,2 119, 18,1 39, 28,6,9 0,0 31,0 2,3,9 116,3 20,,6 2,9 12,9 263, Référence Ecart relatif **NRD 2011 / recommandation SFIPP -31,% -31,% -2,% -2,% -6,2% -,8% -1,9% -3,% -2,% -,3% -3,% -2,% -6,8% -0,0% -6,9% -,3% -2,%

7 Optimisation des protocoles avec doses > NRD Intensités trop élevées pour Sinus / Massif facial / Rochers grands Pour chaque type examen : 1 protocole «enfant» < 12 ans & 1 protocole «adulte» > 12 ans Mauvaise programmation des protocoles «adulte» Diminution raisonnable de l intensité -> doses < NRD avec qualité image conservée Sinus 13ans Ancien protocole : IDSV = 3,2mGy Sinus 1ans Nouveau protocole : IDSV =,1mGy

8 Optimisation des protocoles avec doses < NRD Régler les problèmes de qualité image Difficultés au niveau du crâne Privilégier l optimisation des examens les plus contributifs Impossible de comparer directement les PDL de différents types d examens Calcul des doses efficaces par protocoles et par tranches d âges Prise en compte de la répartition des examens réalisés Coefficients de conversion des PDL en dose efficace en msv/(mgy,cm-1) Tête Poumons Abdomen Pelvis Adulte 0,0019 0,016 0,013 0,0129 ans 0,002 0,023 0,029 0,0219 ans 0,003 0,0323 0,03 0, ans 0,00 0,082 0,030 0,06 0 an 0,008 0,039 0,081 0,001

9 Optimisation protocole crâne Qualité image : problèmes surtout pour nourrisson Manque de visibilité des éléments de bas contrastes car image trop bruitée 1 mois Crane IVAncien protocole Dose : inférieure au NRD de 0% Comment améliorer la qualité image sans trop augmenter la dose?

10 Optimisation du post-traitement image Reconstruction itérative SAFIRE Permet de diminuer le bruit par rapport à une reconstruction «classique» En théorie : aucune perte qualité image sur fantôme En pratique : la qualité image en itérative peut dérouter le radiologue Possibilité de régler la «force» de reconstruction itérative FBP «Classique» Ghetti et al. : Physical cahracterization of SAFIRE Journal of Applied Clinical Medical Physics, vol 1, No, 2013 Modification Passage de force 2 à force 3 pour crâne enfant

11 Optimisation de l intensité du faisceau Modulation en intensité CareDoseD : Modulation selon corpulence patient et selon variation anatomique des densités Modulation calculée à partir de l acquisition de repérage Possibilité d ajuster la force de modulation pour chaque région anatomique Modification Diminution de la force de modulation en intensité pour le crâne enfant

12 Modification modulation intensité protocole crâne enfant Tests avec fantôme crâne pédiatrique Fantômes cylindriques remplis d eau avec 3 diamètres : 11cm / 1cm / 19cm Mesure de l influence du réglage de modulation sur l intensité Fantôme d eau crâne pédiatrique: - Diamètre 11cm pour nouveau née - Diamètre 1 cm pour enfant ans +0%

13 Résultat 1ère phase modification crâne enfant Qualité image : diagnostique Doses : Augmentation CTDIvol avec respect des NRD Avant modification +38% Après modification SFRP 13/12/2011

14 Optimisation par sélection de la tension Utilisation de basses tensions Diminution de la dose Augmentation du contraste Augmentation du bruit image CarekV : Choix automatique tension kv donnant IDSV le plus faible possible Avec conservation rapport contraste sur bruit image Positionnement curseur selon examen Possibilité de fixer une limite basse kvmin Répartition des kv thorax enfant Modifications Désactivation de la limite kvmin pour le crâne

15 Modification CarekV protocole crâne enfant Désactivation de la limite kv min Avant : Tension bloquée à 120kV en IV- et 0kV en IV+ Test effet sur fantôme crâne pédiatrique de diamètre 11cm (nouveau né) Évolution de l'idsv pour chaque kv en fonction de la position du curseur, pour le fantôme de diamètre 11cm Fantôme d eau crâne pédiatrique: - Diamètre 11cm pour nouveau née - Diamètre 1 cm pour enfant ans Crâne IV- Crâne IV+

16 Résultat 2ème phase modification crâne enfant Qualité image Bruit diminué et contraste amélioré 9 mois Crâne IVAncien protocole : IDSV = 18,1mGy 8 mois Crâne IVNouveau protocole : IDSV = 20,0mGy

17 Résultat 2ème phase modification crâne enfant Doses + % pour tous petits - % pour autres tranches d âges Modulation Intensité : Augmentation ma pour crânes faibles diamètres Problèmes qualité image Qualité image diagnostique Modulation Tension : IV- : 120kV -> 0kV IV+ : 0kV ->80kV Qualité image diagnostique

18 Evolution des doses tous protocoles Avant Modification EXAMEN Crane Age [0-[ [09-12[ Thorax [0-[ [09-12[ M.Facial [0-[ [09-12[ Rochers [0-[ [09-12[ Sinus [0-[ [09-12[ Abdo-pelvis[0-[ [09-12[ TAP [0-[ [09-12[ Nb Acquisitions Référence CTDIvol (mgy) 1,9 22, 28,2 0,0 0,8 1,0 1,3 3,2 9,8 12, 63, 26,3 31, 39,2 9,9 2,8,,0 31, 1,3 2,0 9, 6, 1, 1,9 3,8,6 Nb Acquisitions Après Modification CTDIvol (mgy) 19,6 21, 2, 3,8 0,8 1,1 1,6 3,6 11, 11,9 12, 1,6 32,8 3,2 39,2 8, 3,1,8, 0,9 1,8 2,,2 1,2 1,9 2,6,0 Nb Ecart relatif Acquisitions Avt/après % -% -13% -11% % 8% 21% % 1% -% -% 2% 12% 0% -0% 9% 20% -86% -31% -% -% -38% -19% -% -31% -28%

19 CONCLUSION Les logiciels de recueil et d analyse des doses sont incontournables pour l optimisation en scanner Les outils d'optimisation proposés sur les scanners s améliorent et certaines taches s'automatisent L'utilisation de ces outils doit s'intégrer dans le travail d'équipe et devenir source de nouvelles réflexions