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kVp et dose :

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Academic year: 2022

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Texte intégral

(1)

Dr  Alban  GERVAISE  

Réduction de dose en scanographie :

2

ème

partie - Influence du kiloVoltage

(2)

•  kiloVoltage (kV) :

•  Énergie ou « dureté » des photons X

•  Correspond à la différence de potentiel entre anode et cathode du tube radiogène

•  kVp : kiloVoltage peak

KiloVoltage : tube voltage or tube potential

•  Valeurs habituelles : 80 - 100 - 120 - 140 kV

•  Contrairement au mA, la modification du kVp entraîne une modification plus complexe de la qualité de l’image et de la dose.

(3)

•  Le spectre des kV est influencé la nature des rayons X produits :

•  Soit par effet Bremsstrahlung (freinage)

•  Soit par collision

 -­‐  a  )  freinage  (Bremstrahlung)  

(  interac=on  e-­‐  incident/noyau  du  W  

-­‐b  )  collision  

interac=on  e-­‐  incident/  e-­‐périph  du  W  

(4)

•  Classiquement, l’énergie moyenne du faisceau de rayons X correspond généralement au 1/3 du kVp.

•  Tous les rayons X ne contribuent pas à l’image : les rayons X de faible énergie sont absorbés par la peau donc ne contribuent pas à la formation de l’image mais augmentent la dose d’irradiation au patient.

•  Pour supprimer ces rayons « mous », le faisceau est filtré et « durcit ».

(5)

Avant le filtre, lénergie moyenne du faisceau est généralement d1/3 du kVp, après filtration, la moyenne se proche de la 1/2 du kVp

Masheh,  2009  

kVp  

NB : la filtration est à l’origine d’une réduction des mAs, avec nécessite de compenser pour maintenir un bon CNR.

(6)

•  En fonction du spectre des kV, les mécanismes d’interaction des photons X se font

préférentiellement :

•  Soit par effet Compton

•  Soit par effet photo-électrique

Effet Compton

Interaction avec un électron dune couche périphérique

Effet augmente avec la densité électronique de latome

Absorbeur de Z faible : C, H, O, N

Effet plus important avec un kV important

À lorigine dun rayonnement diffusé

(7)

•  En fonction du spectre des kV, les mécanismes d’interaction des photons X se font :

•  Soit par effet Compton

•  Soit par effet photo-électrique

Effet Photo-électrique

Interaction avec un électron dune couche profonde

Engendre une ré-organisation du nuage e- avec raies

Absorbeur de Z élevé : I, Ca, Ba

Effet plus important avec un faible kV

Pas de rayonnement diffusé

(8)

Compton  

Photoélectrique  

(9)

Eau   Os   Iode  

PE   PE  

PE  

C C C

kV   kV   kV  

(10)
(11)

•  La modification du kVp influe sur :

•  La dose

•  le bruit

•  La densité et le contraste +++

(12)

kVp et dose :

McNiP-­‐Gray  et  al.  Radiographics  2002  

•  Passage de 120 à 100 kV : réduction de la dose de 35 %

•  Passage de 120 à 80 kV : réduction de la dose de 65 %

(13)

80  kV  

100  kV  

120  kV  

140  kV  

Fantôme  d’eau   200  mAs  

(14)

Bruit  

80  kV   100  kV   120  kV   140  kV  

Fantôme  d’eau  -­‐  200  mAs  

Dose  

(15)

80  kV   100  kV   120  kV   140  kV  

Fantôme  d’eau  -­‐  200  mAs  

kVp   80   100   120   140  

Bruit   26,6   16,3   12,8   10,7  

%  varia=on  

bruit   +  107  %   +  27  %   -­‐  16,4  %  

Dose   73   130   202   301  

%  varia=on  

dose   -­‐  63  %   -­‐  35  %   +  49  %  

(16)

80  kV   100  kV   120  kV   140  kV  

100  cc  Eau  +  IOMERON  400  dilué  à  5%  -­‐  300  mA  

(17)

Densité  (UH)   100  cc  Eau  +  IOMERON  400  dilué  à  5%  -­‐  300  mA  

80  kV   100kV   120kV   140kV  

Bruit  

(18)

IOMERON  400  dilué  à  5%,  300  mA  

80  kV   100kV   120kV   140kV  

CNR²  

(19)

kVp et CNR

Kalra  2007  

•  En cas d’augmentation du kVp, le CNR est :

•  Améliorer pour les examens sans injection

•  Diminuer pour les examens avec injection de PDCI

(20)

kVp et CNR

•  Le choix du kVp doit aussi dépendre du morphotype du patient +++

Grant  K    et  al.  White  Paper,  Siemens  Healthcare,  2011.  

(21)

En pratique, le choix du kVp va dépendre :

•  Du morphotype du patient :

kV et poids pour les acquisitions TAP : Poids < 50 kg è 100 kV 50 kg > poids > 90 kg è 120 kV Poids > 90 kg è 140 kV

•  Du type d’application (vasculaire / abdo /Thorax) :

•  Région à fort contraste (thorax & sinus) : 80-120 kV

•  Région à faible contraste (abdomen et pelvis) : 120 kV

•  Pathologie vasculaire (EP / aorteMI) : 100 voire 80 kV

(22)

Yu  et  al.  Future  medicine  2005  

Exemple :

(23)

Iomeron  400,  130  cc  

100  kV   Iomeron  400,  130  cc  

120  kV  

(24)

120 kV – 330 mAs CTDIvol = 43.1 mGy

Caorte = 322 UH

100 kV – 330 mAs CTDIvol = 31.8 mGy

Caorte = 561 UH

Réduction dose 27 %

Siemens  

(25)

100  kV,  80  mAs  

122  mGy.cm   120  kV,  100mAs  

253  mGy.cm  

(26)
(27)

kVp : pièges

•  Si modification du kV avec AEC, pas de modification de la dose car adaptation des mAs +++++

•  Dose paradoxalement réduite à 140 kV car moins d’interaction des photons X avec la matière ?

•  Le kV doit être adapté à la taille du patient !!!

•  140 kV n’apporte pas toujours une meilleure qualité d’image que 120 kV !!!!

(28)

•  140 kV n’apporte pas toujours une meilleure qualité d’image que 120 kV !!!!

Behrendt  FF  et  al.  Invest.  Radiol.  2009;  44:  1-­‐6  

(29)

Modifica=on  kV  avec  IB  stable  :  meme  dose  !!!  

•  Si modification du kV avec AEC, pas de modification de la dose car adaptation des mAs +++++

(30)

653  mA  

120  kV,  AEC  

653  mA  

653  mA  

•  Le kV doit être adapté à la taille du patient !!!

(31)

Modulation automatique du kilovoltage

•  Care kV de Siemens

•  Modulation du mAs dans les 3 plans

•  + Modulation simultanée du kV

•  But = trouver le meilleur compromis entre dose et CNR en fonction du morphotype du patient et du type

d’examen

Grant  K    et  al.  White  Paper,  Siemens  Healthcare,  2011.  

(32)

Grant  K    et  al.  White  Paper,  Siemens  Healthcare,  2011.  

(33)

120 kV - Eff. mAs = 199 CTDI = 15.31 mGy

100 kV - Eff. mAs = 324 CTDI = 13.33 mGy

Réduction dose 14 %

Grant  K    et  al.  White  Paper,  Siemens  Healthcare,  2011.  

(34)

Take Home Message

•  La modification des kV influe de manière complexe sur le bruit, la dose et le contraste.

•  Par défaut, mettre à 120 kV sauf :

•  Chez les patients obèses è 140 kV

•  Chez les patients minces et les enfants è 80/100 kV

•  Pour les examens vasculaires è 80/100 kV

(35)

Merci de votre attention

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