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TomodensitomTomodensitoméétrie : trie : Aspect Technologique et Aspect Technologique et DosimDosiméétrietrieE. de E. de KervilerKervilerService de Radiologie, HService de Radiologie, Hôpital Saintôpital Saint--LouisLouis
ObjectifsObjectifs
Grandeurs dosimGrandeurs dosiméétriquestriques–– Introduction et rappelsIntroduction et rappels
ParticularitParticularitéés du scanners du scanner–– DDééfinition des indicateurs de dosefinition des indicateurs de dose–– Passage Passage àà des indicateurs de dose des indicateurs de dose
efficaceefficace
RRééduction de dose au scannerduction de dose au scanner
RappelsRappels
Les doses Les doses «« physiquesphysiques »» (mesurables) (mesurables) exprimexpriméées en es en milligraysmilligrays–– Dose absorbDose absorbéée D (en un point donne D (en un point donnéé))–– Dose absorbDose absorbéée moyenne D (organe par ex.)e moyenne D (organe par ex.)
QuantitQuantitéé dd’é’énergie dnergie dééposposéée localemente localement
Les doses Les doses «« calculcalculééeses »» (non mesurables) (non mesurables) exprimexpriméées en es en millisivertsmillisiverts–– (Dose (Dose ééquivalente H)quivalente H)–– Dose efficace E +++Dose efficace E +++
Quantification des effets et Quantification des effets et éévaluation des risquesvaluation des risques
Exemple : Exemple : mGymGy ou ou mSvmSv ??
ExamenExamen Dose moyenneDose moyenne Dose efficaceDose efficace
Dose en Dose en ……** milligraymilligray ((mGymGy)) millisievertmillisievert((mSvmSv))
ThoraxThorax 2020 66* Ordre de grandeur standard
2 « doses » pour le même examen
D peau(mGy)
PDS(mGy.cm2)
D organes(mGy.cm2)
D effective(mSv)
Dair (mGy/mAs)Mesurée
Contrôle de qualité
Pratique clinique
Calcul
Concept gConcept géénnééral : ral : RxRx
X
RRéépartition de la dosepartition de la dose
RX CT
Gradient de dose
Distribution de la dose avec symétrie circulaire
Grandeurs dosimGrandeurs dosiméétriques triques en scanner : CTDI et DLPen scanner : CTDI et DLP
ComputedComputed TomographyTomography Dose Index, Dose Index, CTDICTDI (en (en mGymGy) = IDSV) = IDSV–– Indicateur de la dose aux tissusIndicateur de la dose aux tissus
Produit dose longueur, Produit dose longueur, PDLPDL (en mGy.cm)(en mGy.cm)–– Estimation du risqueEstimation du risque
Grandeurs spécifiques en raison de l’exposition en scannographie (rotation 360°, longueur explorée, pitch)
CTDIw ou vol(mGy)
PDL(mGy.cm)
D organes(mGy.cm2)
D effective(mSv)
nCTDIair (mGy/mAs)mesurée
Contrôle de qualité
Pratique clinique
Calcul
Concept gConcept géénnééral : CTral : CT
Comment est calculComment est calculéé le le CTDI ?CTDI ?
ComputedComputed TomographyTomography Dose Index Dose Index normalisnormaliséé ((CTDICTDI))
Fantômes acryliques 32 et 16 cmChambre d’ionisation « crayon » de 100 mm
Indicateur de dose en Indicateur de dose en scannographie : CTDIscannographie : CTDI
CTDICTDIairair : : àà ll’’axe de rotation du scanneraxe de rotation du scannerCTDICTDIH,BH,B : dans un fant: dans un fantôme ôme «« têtetête »»(H) ou (H) ou «« corpscorps »» (B), au centre ou en (B), au centre ou en ppéériphriphéérie de ce fantômerie de ce fantômeCTDICTDIww : CTDI pond: CTDI pondéérréé (dans une (dans une coupe)coupe)CTDICTDIvolvol : CTDI dans plusieurs coupes: CTDI dans plusieurs coupes
Distribution de doseDistribution de dose
Axe ZAxe Z
ProfilProfil de dose, coupe uniquede dose, coupe unique
IdIdééalal
RRééalitalitéé
Dos
e re
lativ
e
Epaisseur nominale
T
Z (cm)
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
Chambre d’ionisation
Profils de dose en Z
IdéalAirFantôme - PériphérieFantôme - Centre
Chambre d’ionisation
AC
AC APAC = 1/3 AAP = 2/3 A
CTDIW = 1/3 CTDIC + 2/3 CTDIP
A = Aire du fantôme
Body phantom5mm - Périphérie 5mm - Centre
40 mGy 7 mGy
Dos
e
Distance le long de l’axe z (mm)
0 70 140 0 70 140
Profils de dose mesurProfils de dose mesuréés s par DTLpar DTL
higher dose
lower dose
Periphery to CentreHead Phantom : ~1 :1Body Phantom : 2 :1
X
RRéépartition de la dosepartition de la dose
Variation de dose dans la Variation de dose dans la coupecoupe
Diamètre 8 cm : ≈ 1:2
Diamètre 16 cm : ≈ 1:1- Adulte tête et cou- Pédiatrie
Diamètre 32 cm : ≈ 2:1- Adulte tronc
DiffDifféérents fantrents fantômesômes
φ32cmφ16cm
φ10cm
φ 32cm phantomLarge Adult Body (85 kgs)
φ 28cmAverage Adult Body (70 kgs)
φ 16cm phantomAverage Adult Head
φ 10cm phantomInfant Brain or Body <1year
CTDI et MSAD en coupes CTDI et MSAD en coupes jointivesjointives
Notion de dose moyenne multi-coupe : Multi-Scan Average Dose (MSAD)
Mesure du Mesure du CTDICTDIvolvol
CTDIw
Pitch = 0,5
Pitch = 1
Pitch = 2Exemple pour un scanner 4 coupes
CTDIvol
Hélicoïdal : pitch 1 vs pitch 2
L
LPitch 2
Pitch 1
Pitch doublé, de 1 à 2
Rotations divisées par 2
Dose effective ~ 1/2
Valable uniquement si mAs constants ! A tester sur votre scanner …
Valable uniquement si mAs constants ! A tester sur votre scanner …
Limites du CTDILimites du CTDI
AvantagesAvantages–– Requis par normesRequis par normes–– Mesures et calculs Mesures et calculs
faciles, prfaciles, préécis, fiablescis, fiables–– AffichAffichéés sur consoless sur consoles–– Permet calcul DLPPermet calcul DLP
InconvInconvéénientsnients–– FantFantômes 16 et 32 cmômes 16 et 32 cm–– Valeurs de dose non Valeurs de dose non
spspéécifiques au patientcifiques au patient–– Plusieurs modes Plusieurs modes
dd’’expression (air, expression (air, milieu)milieu)
Produit Produit dose.longueurdose.longueur PDLPDLNécessité d’une grandeur à usage clinique, en relation avec le risque
Produit Produit dose.longueurdose.longueur PDLPDL
PDL = PDL = CTDICTDIvolvol x longueur explorx longueur explorééeeUnitUnitéé : Gy.cm: Gy.cm
CTDI = CTDI DLP < DLP
Exemple 1Exemple 1
Influence des mAs
120 kV80 mASEpaisseur de coupe (rec) 5mmPitch = 1Balayage 30 cm
CTDIvol = 8 mGyPDL = 240 mGy.cm
CTDIvol = 20 mGyPDL = 600 mGy.cm
200 mAS
Variation de qualité d’image et de dose effective
Exemple 2Exemple 2
Influence du pitch
120 kV80 mASEpaisseur de coupe (rec) 5mmPitch = 1Balayage 30 cm
CTDIvol = 8 mGyPDL = 240 mGy.cm
CTDIvol = 4 mGyPDL = 120 mGy.cm
Pitch = 2
Variation de qualité d’image et de dose effective
Exemple 3Exemple 3
Influence de la longueur explorée
120 kV80 mASEpaisseur de coupe (rec) 5mmPitch 1Balayage 30 cm
CTDIvol = 8 mGyPDL = 240 mGy.cm
CTDIvol = 8 mGyPDL = 120 mGy.cm
Balayage 15 cm
Variation de dose effective uniquement
Niveaux de rNiveaux de rééfféérence en rence en scannographiescannographie
ExamenExamen CTDI (CTDI (mGymGy)) DLP (mGy.cm)DLP (mGy.cm)
EncEncééphalephale 5858 10501050
ThoraxThorax 2020 500500
AbdomenAbdomen 2525 650650
PelvisPelvis 2525 450450
Passage de la DLP Passage de la DLP àà la la dose efficace Edose efficace E
E est un E est un indicateur de risqueindicateur de risque des des effets aleffets alééatoiresatoiresIl existe des facteurs de pondIl existe des facteurs de pondéération ration liliéés s àà la radiosensibilitla radiosensibilitéé tissulaire (tissulaire (WtWt))
Tissu ou organeTissu ou organe WtWt
CCôlon, estomac, moelle osseuse, poumon, sein*ôlon, estomac, moelle osseuse, poumon, sein* 0,120,12
Foie, gonades*, Foie, gonades*, œœsophage, thyrosophage, thyroïïde, vessiede, vessie 0,050,05
Cerveau, Cerveau, glgl. Salivaires, peau, reins, surface . Salivaires, peau, reins, surface osseuseosseuse
0,010,01
Autres tissus ou organesAutres tissus ou organes 0,100,10
Passage de la DLP Passage de la DLP àà la la dose efficace Edose efficace E
CTDICTDI((mGymGy))
DLPDLP(mGy.cm)(mGy.cm)
Facteur de Facteur de conversionconversion
((mSvmSv/mGy.cm/mGy.cm
EE((mSvmSv))
TTêteête 5858 10501050 0,00210,0021 2,22,2
CouCou 1212 350350 0,00520,0052 1,81,8
ThoraxThorax 2727 650650 0,0170,017 11,111,1
AbdomenAbdomen 3333 770770 0,0150,015 11,611,6
PelvisPelvis 3333 570570 0,0160,016 9,19,1
× =
RADIODIAGNOSTIC mSv MEDECINE NUCLEAIREscanner abdomen → - 20 - ← cœur 201Tl
← tumeurs 18 FDGscanner thorax →
lavement baryté →- 10 -
← cerveau 99m Tc HMPAOurographie →
transit gastrointestinal →rachis lombaire 2 clichés
→abdomen →
pelvis →
- 5 -
Irradiationnaturelleannuelle
- 1 -
← foie 99m Tc HIDA← cœur 99m Tc MIBI← squelette 99m Tc phosphonate
← reins 99m Tc MAG3← poumons 99m Tc microsphères
rachis dorsal 2 clichés →← thyroïde 99m Tc pertechnetate
crâne 2 clichés →
- 0,5 - ← reins 99mT c DMSA← reins 123 I hippuran
thorax 2 clichés → - 0,1 -← test de Schilling 57 Co vit. B12← clairance 51 Cr EDTA
d'après Hänscheid et al. Kursus der Nuklearmedizin, http://www.uni -wuerzburg.de/kursus/Grundlagen.htm
Limites de la dose Limites de la dose efficaceefficace
AvantagesAvantages• même échelle de
référence quelle que soit la modalitéd'imagerie ou la région examinée,
• possibilitéd'additionner des E liées à différents examens, ....
InconvInconvéénientsnients• grandeur calculée, plus
difficilement accessible en routine,
• grandeur dépendant des valeurs des facteurs de conversion,
• facteurs de conversion uniques quel que soit l'âge du patient, ....
Scanner hScanner héélicolicoïïdal dal : Dose : Dose plus haute ou plus basse ?plus haute ou plus basse ?
Plus hautePlus haute–– Plus rapide, plus flexible Plus rapide, plus flexible �� plus de coupesplus de coupes–– Dose non liDose non liéée e àà la technique hla technique héélicolicoïïdale dale
intrinsintrinsèèque mais que mais àà son utilisationson utilisation
Plus basse Plus basse –– Limites des tubes incompatible avec les hLimites des tubes incompatible avec les héélices,lices,–– NNéécessitcessitéé de travailler avec des mAs basde travailler avec des mAs bas
Scanner hScanner héélicolicoïïdal dal : Dose : Dose plus haute ou plus basse ?plus haute ou plus basse ?
MMêmeême mAs / rot. = mmAs / rot. = mêmeême dose / rot.dose / rot.que lque l’’acquisition standard sacquisition standard sééquentiellequentielle
Rotations en plus Rotations en plus àà chaque extrchaque extréémitmitéé du du volume : overrangingvolume : overranging
Dose plus basse / rot. pour hDose plus basse / rot. pour héélicolicoïïdaldal que que ll’’acquisition standard sacquisition standard sééquentielle en cas quentielle en cas dd’’hhéélice ouvertelice ouverte
Il existe une réduction significative de la dose délivrée de 29,5 % (p < 0,0001) avec le mode Wide volume par rapport au mode hélicoïdal.
RRÉÉSULTATSSULTATS ::
n° patient
PDL.e (mGy.cm)
Moyenne des PDL.e en mode Wide Volume : 1023 mGy.cm (min =451; max =1673 mGy.cm) Moyenne des PDL.e en mode Hélicoïdal : 1452 mGy.cm (min = 741 ; max = 2319 mGy.cm)
D’après Gervaise A et al. JFR 2009
Mode hélicoïdal
Mode volumique
Points clPoints clééss
Noter la dose (DLP) dans le compte Noter la dose (DLP) dans le compte rendu.rendu.Mais attention ! Scanner Thorax + Mais attention ! Scanner Thorax + Crâne Crâne 2 DLP2 DLPSS’’assurer que lassurer que l’’on respecte les Niveaux on respecte les Niveaux de Rde Rééfféérence de Doserence de Dose