Optimisation de la dose en scanographie pédiatrique

Optimisation de la dose en scanographie pédiatrique Hervé BRISSE (Radiologue) Sophie LASALLE (Manipulatrice) Noelle PIERRAT (Physicienne Médicale) Yoann PAVIA (Master de Physique Médicale)

Rationnel pédiatrique Radiosensibilité supérieure Espérance de vie plus longue Risque (théorique) de cancer radio-induit supérieur + Risque naturel 25 % Risque attribuable sur la vie entière après une exposition unique à une dose faible, en fonction de l'âge lors de l'exposition (CIPR 60)

The Lancet

Rationnel pédiatrique McCollough Radiology 2011 fact conversion 3,5 3 2,5 2 1,5 1 CTDIw eq / CTDI 32 à paramètres d acquisition identiques Même CTDIvol affiché CTDIw eq / CTDI 32 0,5 Dose absorbée X ~ 2 0 0 10 20 30 40 50 60 diamètre (cm) 20 mois 65 ans

Rationnel pédiatrique Paterson A et al. AJR 2001 Helical CT of the body: are settings adjusted for pediatric patients? Hollingsworth C et al. AJR 2003 Helical CT of the body: a survey of techniques used for pediatric patients.

Optimisation Dose / 2 120 kv 105 mas 100 kv 80 mas Information diagnostique: idem

ALARA (As Low As Reasonably Achievable)

Attention! Optimisation sous-exposition 17 ans MDH OK Insuffisant 120kV, 100 mas 16 x 1,5 mm Ep. reconstruction 8 mm

En pratique

Centrage laser Erreurs de centrage Surdosage en superficie Artéfacts dans zones sous-dosées Risque de zone hors FOV!

Mode radio Un seul suffit le plus souvent Après centrage laser Longueur limitée à zone explorée Constantes minimum (80 kv, 10 mas) Incidence PA (angle 180 ) Diminution dose : sein / Thyroïde

Optimisation / Step 1 2 étapes 1. Sélection des paramètres liés à l examen (région & indication) HT, collimation, pitch, temps rotation, FOV Nombre passages 2. Réglage des mas Objectif = Compromis Qualité / Dose Contrôle = IDSV (CTDIvol)

Exemple Dr X... Enfant Y... 3 ans Faire pratiquer : un scanner des rochers (Otite chronique OD - Perforation tympanique marginale - Recherche cholestéatome)

Paramètres liés à l examen et à l indication Paramètre Réglage Commentaire HT 120 kv Os compact Collimation 16 x 0,5 mm 64 x 0,5 mm Résolution spatiale en z élevée Pitch 1 Résolution spatiale en z élevée Temps rotation tube 0,5 sec Rapidité (artéfacts de mouvements) FOV Small Filtration adaptée Longueur 4 cm Centrer sur rochers Nombre de passages 1 1 sans injection suffisant

Brisse H, Aubert B. Journal de Radiologie 2009 ;90:207 Sites web : SFR SFIPP mas

Réglementation : NRD Arrêté du 24 oct 2011 (JO 14/01/2012 ; remplace Arr. 12 février 2004) Apparition des NRD en scanner chez l enfant!

Exemple Dr X... Enfant Y... 6 ans Faire pratiquer : un scanner abdominal (tumeur rétropéritonéale extra-rénale: suspicion de neuroblastome)

Paramètres liés à l examen et à l indication Paramètre Réglage Commentaire HT 100 kv Suffisant, meilleur contraste Collimation 16 x 1,5 mm 32 x 1,25 mm Résolution spatiale suffisante 1-2 mm Pitch 1 1,3 Rapidité Temps rotation tube 0,5 sec Rapidité (artéfacts de mouvements) FOV Small Filtration adaptée Longueur 27 cm Nombre de passages 1 1 avec injection suffisant

Savoir lire le rapport de dose FOV small I 312 4.5 121.5 = 2.75 Body 32

Optimisation / Step 2 Protocoles spécialisés / activité Options constructeurs Modulation automatique de dose Reconstruction itérative

Protocoles spécialisés Démarche proactive de chaque site (Ré)écriture des protocoles / protocoles constructeurs Tranches d âge / poids Analyses dose / qualité & ajustements (empirique) Suivi des bonnes pratiques / analyse des EI Recueils / IRSN (NRD) Implication directe d acteurs référents Manipulateur ++++ Radiologue Physicien (PSRPM)

Importance du support : Informatique ++ Accessibilité permanente & Lisibilité Information / mises à jour

Options techniques

Contrôle automatique d'exposition Principe Analyse du profil de transmission (atténuation) Modulation du courant pendant l'acquisition, selon ce profil mas 300 250 200 150 100 50 Sans modulation Modulation en Z Modulation en XY 0 0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 Z mm Objectifs Homogénéiser la qualité de l image pour un patient Améliorer la reproductibilité de la qualité entre patients Réguler la dose, si possible dans le sens d une réduction

Deux cultures Index de bruit GE Healthcare (AutomA ) Toshiba (SureExposure ) mas référence Siemens (CareDose ) Philips (DoseWise )

Bénéfice dosimétrique? Incertain en pédiatrie Etudes sur fantômes anthropomorphes : bénéfice faible Brisse et col. Medv Phys 2009 (z-aec) Papadakis et col. Med Phys 2007 (x,y-aec) Papadakis et col. Med Phys 2008 (x,y,z-aec) Enquête de pratique : augmentation de dose! Galanski et al. Rofo 2007 Conséquences qualité image / régions faiblement atténuantes dose / régions fortement atténuantes (pelvis, ovaires) Utilisation? Possible, mais Bonne connaissance du fonctionnement Modulation du courant = automatique Mais choix indices Q = décision médicale! Non standardisé

Reconstruction itérative Principe Modèle mathématique de prédiction du bruit dans l image Comparaison pixel par pixel FBP / Modèle Calcul itératif pour soustraire le bruit Bruit, SNR (ou stable pour dose moindre) Artéfacts / hélice, résolution spatiale, contraste FBP Produits / Constructeurs Adaptative Statistical Iterative Reconstruction (ASIR ) GEH idose4 / DoseWise Philips Iterative Reconstruction in Image Space (IRIS ) Siemens IR Adaptive Iterative Dose Reduction (AIDR 3D ) Toshiba Thibault J-B. Med Phys 2007

Reconstruction itérative Littérature Pédiatrique Mieville FA, Gudinchet F, Rizzo E, et al. Paediatric cardiac CT examinations: impact of the iterative reconstruction method ASIR on image quality--preliminary findings. Pediatr Radiol 2011; 41:1154-1164. Vorona GA, Ceschin RC, Clayton BL, Sutcavage T, Tadros SS, Panigrahy A. Reducing abdominal CT radiation dose with the adaptive statistical iterative reconstruction technique in children: a feasibility study. Pediatr Radiol 2011; 41:1174-1182. Singh S, Kalra MK, Shenoy-Bhangle AS, et al. Radiation Dose Reduction with Hybrid Iterative Reconstruction for Pediatric CT. Radiology 2012; 263:537-546 Bénéfice dose / qualité Coeur : potentiel de réduction de dose -35% avec 40% ASIR (+ CAE) Abdomen : -37% CTDIvol + 40% ASIR ~ FBP (+/- CAE) Thorax : -45% CTDIvol + 30% ASIR ~ FBP (+ CAE)

Tests / Fantômes de qualité Catphan 600 ASIR GEH / Lightspeed VCT Rapport Signal / Bruit (SNR) : significativement Gain sur le rapport signal sur bruit par rapport à la FBP 160% 140% 120% 100% 80% 60% 40% 20% Gain sur le rapport signal sur bruit en fonction du pourcentage d'asir * à 120kV 700mA 500mA 350mA 250mA 200mA 150mA 100mA 70mA 50mA 30mA 15mA y=x Y. Pavia 2012 0% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% pourcentage d'asir dans la reconstruction

Résolution spatiale : pas de dégradation (légère ) si ma > 50 Ecart de la largeur à mi-hauteur de la PSF, par rapport à la FBP, en fonction du pourcentage d'asir * dans la reconstruction, en X à 120kV Ecart sur la largeur à mi-hauteur par rapport à la FBP 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% -10,00% -20,00% 15 ma 30 ma 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% pourcentage d'asir dans la reconstruction > 50 ma 700 ma 500 ma 350 ma 250 ma 200 ma 150 ma 100 ma 70 ma 50 ma 30 ma 15 ma FWMH / PDF FTM

Détectabilité à bas contraste (LCD 1%) : 20% FBP ASIR 30 ASIR 50 ASIR 80 Ecart sur la détectabilité à bas contraste par rapport à la FBP en fonction du courant de tube à 120kV 20,0% Ecart de la détectabilité à bas contraste par rapport à la FBP 0,0% -20,0% -40,0% -60,0% -80,0% -100,0% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 ASIR-30 ASIR-40 ASIR-50 ASIR-60 ASIR-70 ASIR-80 ASIR-90 ASIR-100 courant de tube (ma)

Résultats cliniques Enfant 9 ans, NB IDSV 32 = 6,5 mgy, SW=1,25 mm 1 acquisition unique, deux reconstructions FBP ASIR 40% SD = 17,9 UH SD = 10,6 UH (-41%)

Enfant 3 ans, IMC=16 SW=1,25 mm 2 acquisitions, deux reconstructions FBP -30% mas + ASIR 40%

FBP -30% mas + ASIR 40%

Optimisation en pédiatrie Pas que la technique!!

1. Recherche systématique de la substitution Imagerie non irradiante: US / IRM Nombreux domaines d application validés SNC, Musculo-squelettique, Viscéral IRM en voie de validation Urologie, Digestif, Corps entier Domaines résiduels / Rayons X Os, Poumon, Urgences traumatiques

Freins à la substitution Accès à l IRM Accès à l anesthésie pédiatrique «Urgence» pédiatrique Délais de RDV Délais d acquisition Non valorisation des actes pédiatriques / CCAM.

2. Valider la justification Indications Contrôle de la prescription Validation des demandes Accès / information médicale Limitation Eviter répétition (PACS, réseau) Contrôle de l antériorité (DMI) V1 en 2005 Mise à jour : en cours

3. Garantir la réussite d emblée Préparation = temps Parents & enfants Information, organisation, accueil Expliquer, écouter, rassurer Contention, confort, antalgie Sécurité Matériel et personnel dédiés Technique Psychologique

Conclusion Le scanner reste un outil essentiel en radiopédiatrie «Réflexes» Substitution Justification Limitation Optimisation en TDM Préparation : Garantir la réussite 1 ère Paramétrage individuel adapté (pathologie, morphotype) Indicateur : IDSV / CTDIv Ajustements selon : NRD / Recommandations / Pratique Options additionnelles : Reconstruction itérative : OUI! Contrôle automatique d exposition : PRUDENCE