R ISQUES LIÉS À LA SCANOGRAPHIE

Les effets potentiels sur la santé liés à l’exposition des personnes à des radiations ionisantes sont généralement divisés en deux catégories [27]:

Les effets déterministes, à seuil, sont des effets précoces à l’origine de la mort ou du

dysfonctionnement des cellules dont la gravité, au-delà du seuil, augmente avec la dose délivrée.

Les effets stochastiques comme les cancers/leucémies. Ce sont les effets probabilistes tardifs

dont la fréquence d’apparition augmente avec la dose délivrée mais dont la gravité est

constante.

Les procédures en radiologie doivent consister à délivrer le moins de dose possible tout en fournissant

un résultat satisfaisant en terme de qualité d’image c‘est à dire contenir l’information diagnostique

recherchée. Les seuils pour l’apparition des effets déterministes sont généralement élevés (plusieurs

Gy) et donc de plusieurs ordre de grandeur supérieurs aux doses délivrées pour les applications diagnostics. De ce fait, dans la suite de notre travail seul les effets stochastiques devenant alors le risque principal seront considérés.

L’énergie déposée dans les organes et tissus du corps humain va être utilisée comme indicateur de

probabilité des risques stochastiques.

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1.11.1 D

On appelle DT la dose moyenne absorbé dans des tissus ou des organes. Elle est égale au rapport entre

l’énergie absorbée (J) au tissu ou à l’organeT et la masse de l’organe ou tissus, mT3.

𝐷𝑇 = ^ԑ𝑇

𝑚𝑇

Cette formule est plus couramment appelée « la dose à l’organe ». Son unité dans le SI est le J/kg portant un nom spécifique le gray (Gy).

Cependant il a été démontré que la probabilité des effets stochastiques dépend non seulement de la dose absorbée mais aussi de la nature et de la façon dont l’énergie est déposée. Pour corréler la dose au risque, il est nécessaire de prendre en compte les variations des effets sur les tissus liés à la nature du rayonnement mais aussi à la variation de la radiosensibilité des organes/tissus concernés par

l’irradiation [28].

1.11.2D

La dose équivalente, HT à un organe ou tissu, T est défini par la Commission Internationale de Protection Radiologique (CIPR) 60 et 103 et l’International Commission on Radiation Unit (ICRU) 51 [29-31].Pour un type de rayonnement, R, c’est le produit d’un facteur pondéré de nocivité du rayonnement WRpar la dose à l’organe DT. Son unité est le sievert (Sv) lorsque la dose est exprimée en Gy.

1.11.3D

La dose efficace est sans doute le meilleur indicateur car il prend en compte le type de rayonnement

et surtout le risque engendré par l’exposition. C’est le produit de la dose absorbée par un facteur WR

de pondération radiologique lié au type de rayonnements et un facteur de pondération tissulaire WT. WR est rarement mentionné en radiologie car égal à 1 pour les rayons X. WT tient compte de la sensibilité de l’organe aux rayonnements ionisants. En sommant sur les tissus, on obtient donc

l’expression de la dose efficace suivante :

𝐸 = ∑ 𝑤𝑇𝐻𝑇

𝑇 (14)

Basée sur de nombreuses hypothèses, approximations et simplifications et qui plus est conçue pour les travailleurs, la dose efficace ne peut pas être utilisée pour estimer un risque individuel mais

seulement pour évaluer une probabilité de détriment et non d’effets pour un individu en particulier.

L'unité de dose efficace est le sievert (Sv).

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Toutefois, les nouvelles recommandations de la CIPR 103 [30] ont introduit un nouvel ensemble de valeurs wT sur la base d'études épidémiologiques portant sur l'induction de cancer chez les populations exposées et les évaluations de risques héréditaires. Le tableau 1 montre les deux ensembles de facteurs de pondération. Les principaux changements correspondent à la réduction de la valeur du facteur de pondération pour les gonades (de 20% à 8%), en raison de l'importante réduction du coefficient de risque nominal pour hériter de ces effets et de l’augmentation de la sensibilité des seins

(de 5% à 12%).

1.11.4C

’

/

.

Comme les grandeurs de radioprotection (H, E) liées aux risques ne sont pas mesurables, et

s’appliquent pour « un individu de référence de la population » sans autre considération, la dose efficace doit être évaluée à partir de certaines grandeurs dosimétriques mesurables et en utilisant un «coefficient de conversion», c spécifique. En général, ils peuvent être exprimés par l'équation :

𝑐 = ^{𝑄𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑡é 𝑠𝑝é𝑐𝑖𝑓𝑖𝑞𝑢𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑜𝑠𝑒}

𝑄𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑡é 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑖𝑠é𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑜𝑠𝑒 (15)

Ils sont également fonction de la procédure réalisée, de l’âge et du sexe du patient.

Lorsque l’on va s’intéresser aux effets stochastiques en scanographie, les grandeurs dosimétriques sur

lesquelles on va se baser et qui sont utilisées comme grandeurs de normalisation [30]: l'indice de dose scanographique volumique, IDSV,

le produit Dose Longueur, PDL,

la dose à l’organe, DT, la dose efficace, E,

Les directives de la Communauté Européenne [21] ont fourni une série de valeurs normalisées de doses efficaces par PDL sur différentes régions du corps (Tableau 1).

Les calculs Monte Carlo en scanographie ont été réalisés pour suppléer au manque relatif de données sur les doses normalisées d'organes disponibles pour les patients pédiatriques. Par exemple le logiciel NCI-CT développé par le National Cancer Institute aux Etats-Unis permet de calculer la dose à l’organe

pour plusieurs morphologies [32].

Tissus WT ∑WT

Moelle osseuse, Colon, Poumon, Seins, Estomac, autres Tissus 0,12 0,72

Gonades 0,08 0,08

Vessie, Oesophage, Foie, Thyroide 0,04 0,16 Surface osseuse, peau, glande salivaire, Cerveau 0,01 0,04

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1.11.5R

Shrimpton dans le rapport du National Radiation Protection Board (NRPB)-PE/1/2004 a présenté une nouvelle série de coefficients pour la pédiatrie [33]:

nouveau-né âgé de 1 an, 5 ans,

de 10 ans, 15 ans, des adultes.

Les coefficients de Shrimpton ont également été publiés en annexe C, Des recommandations

Européennes [21]. Ces résultats confirment les tendances pour une amélioration de l’évaluation de la

dose en pédiatrie par rapport à l’adulte dans les mêmes conditions d'exposition. Plus récemment, le

rapport l’American Association of Physicists in Medicine (AAPM) n º 96 [34] a également présenté les

mêmes valeurs de dose efficace normalisée par PDL pour différents âges. Le tableau 2 reproduit l'ensemble des valeurs de coefficient NRPB-PE/1/2004. (Tableau 2)

Région du corps Dose efficace par PDL (mSv (mGy.cm)-1) par âge

0 1 5 10 Adulte Tete/cou 0.0013 0.0085 0.0057 0.0042 0.0031 Tete 0.011 0.0067 0.0040 0.0032 0.0021 cou 0.017 0.012 0.011 0.0079 0.0059 Thorax 0.039 0.026 0.018 0.013 0.014 Abdomen/Pelvis 0.049 0.030 0.020 0.015 0.015 Tronc 0.044 0.028 0.019 0.014 0.015

Tableau 2 Dose efficace pour plusieurs régions du corps en pédiatrie et chez l’adulte

Il existe une procédure plus précise pour estimer la dose équivalente par les organes ainsi que la dose efficace. Cette procédure est réalisée par plusieurs logiciels comme le logiciel CT-Expoet le logiciel impact CT qui utilise une calculatrice dédiée à la dosimétrie des patients [35-36].

Les utilisateurs commencent par choisir un type spécifique de scanner, puis ils indiquent les limites de la plage de balayage et les paramètres de protocole. Le logiciel calcule alors la dose absorbé et la dose efficace. En général, la dose efficace est obtenue à l’aide du facteur de pondération tissulaire de la CIPR 60. Cependant, depuis la version 2009 du logiciel ImPact et la version 2011 de CT-Expo (v2.0) [36] les facteurs de la CIPR 103 sont utilisés.

Pierce et col. ont publiée en 2012 [37], une étude qui relie pour la première fois le risque de leucémie

et de tumeurs cérébrales en pédiatrie à l’exposition scanographique. Cette étude réalisée dans le cadre

d’un projet Européen vise à quantifier les risques scanographiques en pédiatrie et à vérifier les

hypothèses quant au risque plus important en pédiatrie (espérance de vie plus longue, radiosensibilité

plus importante, proportion plus importante d’organes/tissus irradiés) (Figure 27). Tout cela confirme

donc qu’en pédiatrie de nombreuses précautions et un suivi plus strict des procédures doivent être

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2 QUALITÉ D’IMAGE EN SCANOGRAPHIE PÉDIATRIQUE

La qualité de l'image scanographique va dépendre des performances et des protocoles. Le diagramme

ci-dessous présente l’influence que peuvent avoir ces facteurs sur la qualité d’image. Dans ce travail

de thèse, nous nous intéresserons à l’étude de la spécificité des 3 facteurs principaux que sont

l’équipement, le patient et l’opérateur.

Figure 27 Risque en fonction de l’âge d'exposition [4]

Facteurs

Spécificité