Radioprotection du patient en radiologie interventionnelle

J Radiol 2010;91:1231-5© 2010. Éditions Françaises de Radiologie.

Édité par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés

formation médicale continue

le point sur…

Radioprotection du patient en radiologie interventionnelle

A Roche

Introduction

Dans leur grande majorité, les images des procédures interven-tionnelles sont produites par rayons X, essentiellement en radio-scopie et radiographie, et partiellement en tomodensitométrie.L’interventionnel ne représente qu’environ 1 % de l’ensembledes procédures radiologiques. Néanmoins, la complexité commela durée des procédures pratiquées s’accroît, et leur nombre aug-mente de 10 à 20 % par an. Les préoccupations pour les patients(et les opérateurs) y sont donc particulièrement licites, d’autantque les doses délivrées au patient dépassent fréquemment la va-leur de 200 mGy, limite conventionnelle des « faibles » doses, etatteignent souvent quelques grays, exposant à de possibles effetsnon seulement de nature stochastique (comme en radiologieclassique ou scanographie) mais également déterministes (radio-dermites).Les premiers a s’en être préoccupés ont été les cardiologuesdont les pratiques sont en moyenne les plus exposantes (1, 2). Si-multanément, aux États-Unis, la FDA, à laquelle avaient étérapportés quelques accidents cutanés graves au décours de pro-cédures radioguidées de radiologie interventionnelle, publiaiten 1994 des recommandations adaptées, et précisait en 1995 lestypes de patients pour lesquels des informations et lesquelles de-vaient être enregistrées dans le dossier pour identifier le risquede lésions cutanées radio-induites sérieuses. C’est également laFDA qui la première a insisté sur l’importance d’impliquer lesphysiciens médicaux dans la mise en pratique des recommanda-tions concernant les protocoles et l’optimisation des équipementsdans la durée.

Les réglementations, les normes

Aux USA, depuis 1995, la limite obligatoire du débit de dose enscopie à l’entrée du patient est de 87 mG/mn en mode « normal »et de 174 mG/mn en mode « haut contraste ». Aucune limiten’est fixée pour l’acquisition des images.Pour sa part, l’IAEA (International Atomic Energy Agency)dans le document « Basic safety standards » propose des valeursde référence nettement inférieures : 25 mG/mn en mode normalet 100 mG/mn en mode haut contraste.La Directive 97/43/EURATOM pointe la radiologie intervention-nelle comme une des « pratiques spéciales », énoncées à l’article 9,susceptibles de délivrer des doses élevées, et pour lesquelles il estdemandé de veiller à ce que les équipements, les procédures, lesprogrammes d’assurance de qualité et la formation des opéra-teurs soient particulièrement appropriés. Une attention particu-lière doit être apportée aux programmes d’assurance de qualité, ycompris les mesures de contrôle de qualité et l’évaluation de ladose délivrée au patient. Les états doivent veiller à ce que les pra-ticiens (entre autres) qui procèdent aux expositions reçoivent uneformation appropriée.Les normes de sécurité requises pour les appareillages radiologi-ques de radiologie interventionnelle sont détaillées dans un do-cument de l’IEC (International Electrotechnical Commission)édité en 2000 (International Standard IEC 60601, Part 2-43).Elles concernent les appareillages utilisés lors des procéduresinvasives et interventionnelles réalisées sous scopie. Les emboli-sations, les TIPS, les reconstructions de vaisseaux (cardiaques etnon cardiaques) sont parmi les procédures citées, pour lesquellesles temps de scopie peuvent être prolongés, et l’apparition d’effetsdéterministes dus à l’irradiation sont possibles. Les principalesnormes de sécurité sont schématiquement les suivantes : • Un point interventionnel de référence doit être précisé ;• la cartographie des courbes iso-dose doit être disponible ;

Abstract Résumé

Radiation protection of patients in interventional radiologyJ Radiol 2010;91:1231-5

The purpose of this article is to provide radiologists with key elements of radiation protection for interventional radiology patients. The following points will be discussed: standards of the fluoroscopy units, dedicated dosimetry, risks (especially cutaneous) and means to reduce them, optimization of interventional radiology dose protocols, and national and international regulations. Appropriateness criteria in interventional radiology are national guidelines that should be imple-mented.

L’objectif de ce texte est de fournir au praticien les points clés de la radioprotection du patient en radiologie interventionnelle. L’accent est mis sur les normes des systèmes à rayons X utilisés, la dosimétrie spécifique, les risques (en particulier cutanés) et les moyens de les minimiser, l’optimisation dosimétrique des procédures de RI, les règles nationales et internationales. Les guides du bon usage et des bonnes pratiques en radiologie interventionnelle sont des référentiels nationaux auxquels il convient de se rapporter.

Key words:

Radiation protection. Interventional radiology. Guidelines.

Mots-clés :

Radioprotection. Radiologie interventionnelle. Recommandations.

Département d’imagerie, Institut Gustave Roussy, 39 rue Camille Desmoulins, 94800 Vil-lejuif, France.Correspondance : A RocheE-mail : [email protected]

J Radiol 2010;91

1232


A Roche

• la grille anti-diffusante doit être aisément amovible (sans né-cessiter d’instrument) ;• indications dosimétriques : valeur de référence du débit dekerma dans l’air, valeur de référence du débit de kerma dans l’aircumulé, la valeur du produit kerma surface cumulée doit êtrefiable à

±

50 % ;• indications supplémentaires : temps de scopie cumulé, nom-bre total d’expositions en mode graphie, valeur de référence dukerma dans l’air intégré.Un programme de formation européen en radioprotectionadapté à la radiologie interventionnelle est proposé dans undocument de la Commission Européenne (Radiation Protection116 – annexe 1). Ce programme est accessible en ligne à l’adressesuivante : (http://ec.europa.eu/energy/nuclear/radiation_protection/doc/publication/116.pdf). Le présent article reprend l’essentieldes points traités dans ce programme, en se focalisant sur laprotection du patient : les systèmes à rayons X utilisés en RI,la dosimétrie spécifique à la RI, les risques radiologiques enRI, la radioprotection en RI, l’assurance qualité en RI, les rè-gles nationales et internationales, l’optimisation des procédu-res de RI.

Les lésions cutanées

Cette problématique a été particulièrement détaillée par ungroupe de travail spécifique de l’ICRP (International Commis-sion on Radiological Protection), dans un document intitulé« Comment éviter les lésions radio-induites dues aux procédu-res de radiologie interventionnelle » (ICRP Publication 83),également accessible en ligne. Les lésions pouvant survenirsont décrites dans le

tableau I

, et mises en relation avec la doseseuil pour laquelle elles sont susceptibles d’apparaître, lestemps de scopie et les débits de dose correspondants. On remar-quera que les lésions érythémateuses peuvent survenir suffi-samment précocement (entre 2 heures et 10 jours) pour être dé-tectables à l’examen clinique pendant le séjour motivé par legeste interventionnel. Encore faut-il prendre l’habitude d’exa-

miner systématiquement la région cutanée ayant fait l’objet del’exposition maximum, ce qui, à tort, n’est pas forcément depratique si courante… À l’opposé, des lésions plus graves se ré-vèlent tardivement, de quelques semaines à plus d’un an aprèsla (les) procédure(s) (fig. 1 et 2), justifiant d’inclure durable-ment l’examen de la zone exposée dans les examens de suivi dupatient.L’estimation de la dose reçue à la peau par le patient mérited’être entreprise pour les procédures jugées les plus irradiantes,en particulier, mais pas seulement, dans le domaine cardiologi-que. Des systèmes assez simples utilisent par exemple des dosi-mètres thermo-luminescents, chargés dans un transparentautocollant positionné de façon ad hoc sur la région exposée.Les doses à la peau peuvent ainsi être mesurées, et cartogra-phiées (fig. 3). Identifier une dose seuil à partir de laquelle lepatient devrait être systématiquement suivi est un des objectifsde ce type de mesures (3).

Tableau ILésions cutanées possibles en radiologie interventionnelle et leurs délais d’apparition, mises en relation avec les doses seuil et les temps de scopie à partir desquelles elles sont susceptibles de survenir pour des débits de dose de 20 mGy/mn et 200 mGy/mn.

Effet Dose seuil (Gy) Délai d’apparition Mn de scopie à 0,02 Gy/min

Mn de scopieà 0,2 Gy/min

Érythème précoce transitoire 2 2-24 heures 100 10

Érythème sévère 6 1,5 semaine 300 30

Épilation temporaire 3 3 semaines 150 15

Épilation permanente 7 3 semaines 350 35

Desquamation sèche 14 4 semaines 700 70

Desquamation exsudative 18 4 semaines 900 90

Ulcération secondaire 24 > 6 semaines 1 200 120

Érythème tardif 15 8-10 semaines 750 75

Nécrose 18 > 10 semaines 900 90

Atrophie du derme 10 > 52 semaines 500 50

Télangiectasies 10 > 52 semaines 500 50

Nécrose tardive 12 > 52 semaines 600 600

Cancer cutané Inconnu > 15 ans Inconnu Inconnu

Fig. 1 : Lésions de radiodermite chronique survenues plusieurs mois après 2 procédures d’ablation par radiofréquence : zones d’hyper et d’hypo-pigmentation, télangiectasies, zone d’atrophie du derme avec induration (flèche).

J Radiol 2010;91

A Roche


1233

Le risque thyroïdien

Les procédures de neuroradiologie interventionnelles sont cellesqui devraient y exposer le plus, d’autant que nombre d’entre ellesconcernent des enfants, subissant volontiers des procédures itéra-tives pour le traitement de malformations vasculaires cérébrales.Le risque annuel de développer un cancer de la thyroïde, pour un

enfant qui subirait en un an six embolisations de malformationartérioveineuse à forte dose (40 mSV), serait de l’ordre de 1/1 700(4). Ces mêmes auteurs, après des mesures de dose sans et avec uncache-thyroïde de 0,5 mm de Pb, ont calculé que la « dose relati-ve à la thyroïde » était réduite de 48 % en présence du cache, à lacondition évidemment qu’il s’agisse d’un cache circonférentiel.

Les référentiels et guides de bonne pratique

Le guide du bon usage des examens d’imagerie médicale est unoutil de mise en pratique du principe de justification destiné àtous les professionnels de santé habilités à demander ou à réaliserdes examens d’imagerie médicale. Il s’agit d’une transposition dela directive européenne 97/43 Euratom, qui se traduit dans la loipar l’article R. 1333-70 : “le ministre chargé de la santé établit etdiffuse un guide de prescription des actes et examens courants expo-sant à des rayonnements ionisants”. Ce guide est accessible sur lesite web de la SFR. Le principe de justification s’applique bienentendu à la radiologie interventionnelle. Mais le rapport bénéfi-ce/risque lié à l’irradiation n’a pas les mêmes enjeux pour le dia-gnostic et l’interventionnel, compte tenu de la nécessité premièrede réussir l’intervention, avec ce que cela comporte d’aléas. Lanotion de niveau de référence y est moins opérationnelle pour laradioprotection. Ne serait-ce aussi parce que le risque global en-couru lors d’un geste de RI est habituellement bien plus faibleque celui qui l’aurait été par la mise en œuvre de thérapeutiquesalternatives.En tout état de cause, réduire l’exposition des patients par l’utili-sation préférentielle de techniques de repérage, de navigation etde contrôle non irradiant (imagerie ultrasonore et imagerie parrésonance magnétique) reste un objectif commun aux pratiquesdiagnostiques et interventionnelles.Le guide des procédures radiologiques : critères de qualité et op-timisation des doses, également accessible sur le site web de laSFR, est spécifiquement destiné aux professionnels de l’image-rie. Il comporte un chapitre sur la radiologie interventionnelle,dans lequel un nombre important d’actes de référence sont dé-taillés. Au-delà des recommandations spécifiques à une interven-tion donnée, qui ne se bornent évidemment pas à l’optimisationdes doses, des recommandations pour la réduction des doses enradiologie interventionnelle (et vasculaire) y sont préconisées. El-les concernent les équipements, et les procédures et sont suffi-samment universelles pour s’appliquer à toutes les situations.Recommandations pour les équipements :• utiliser un matériel spécialement dédié, conforme aux normes,performant, faisant l’objet d’une maintenance préventive et decontrôles de qualité réguliers ;• disposer de l’affichage au pupitre de tous les paramètres carac-térisant l’examen et d’un système de mesure (ou de calcul) duProduit Dose-Surface (PDS) en sortie du tube ;• choisir les récepteurs d’image les plus sensibles associés à desamplificateurs performants, équipés de dispositifs automatiquesde contrôle de l’exposition et du débit de dose ;• utiliser des matériaux radiotransparents (fibre de carbone)pour la fabrication de tous les éléments interposés entre le patientet le récepteur d’images.Recommandations pour les procédures :

Fig. 2 : Nécrose ulcérée tardive, après une dose cutanée cumulée de 15 à 20 Gy, conséquence d’une coronarographie et de deux angioplasties coronaires réalisées à trois jours d’intervalle. Des signes histologiques de cancer sont appa-rus à la base de l’ulcération 21 mois après la première exposition.

Fig. 3 : Exemple de cartographie des doses à la peau au cours d’une procédure interventionnelle coronarienne (d’après 3). Les doses sont exprimées en cGy. En abscisse, chaque colonne représente 1 cm, de gauche à droite du patient. En ordonnée, 4 cm entre chaque ligne, du haut vers le bas du patient. On peut remarquer que la dose, près du centre du champ, dépasse ici 4 Gy.

4 cm

8 cm

12 cm

16 cm

20 cm

24 cm

28 cm

B C D E F G H J

400.0-450.0

350.0-400.0

300.0-350.0

250.0-300.0

200.0-250.0

150.0-200.0

100.0-150.0

50.0-100.0

0.0-50.0

J Radiol 2010;91

1234


A Roche

• limiter l’émission du faisceau de rayons X au temps minimumnécessaire à l’intervention, en choisissant le mode pulsé de préfé-rence au mode continu ;• diminuer le volume irradié par une collimation optimale dufaisceau ;• augmenter l’énergie du rayonnement en utilisant des hautestensions et des filtrations additionnelles. Pour une même dose aurécepteur, plus le faisceau est pénétrant moins la dose au patientest élevée ;• maintenir l’intensité du courant dans le tube (mA) aussi basseque possible ;• éviter, lorsque c’est possible, les haut-débits de dose ;• diminuer la cadence d’acquisition des images ;• augmenter la distance foyer-patient ;• diminuer la distance patient-récepteur ;• travailler le plus souvent possible avec le tube sous la table et ledétecteur au-dessus (ce qui ne modifie pas l’irradiation du pa-tient mais diminue la part du rayonnement diffusé du côté del’opérateur) ;• éviter si possible l’usage des grilles anti-diffusantes ;• modifier l’incidence du faisceau au cours d’intervention pro-longée, pour éviter le cumul des doses à la peau en un mêmepoint. Il est bon d’insister sur cette dernière recommandation, fa-cile à mettre en œuvre… à la condition d’en prendre l’habitude.Vous pouvez revoir maintenant les figures 2 et 3 pour vous enconvaincre définitivement…

Que faut-il penser de l’évolution des doses avec les nouveaux appareillages ?

1. Fluoroscopie – CT et dose au patient

Plusieurs études se sont concentrées sur cette question. Leursconclusions quant à l’impact de l’usage de la fluoroscopie –CT sur la dose reçue par le patient diffèrent sensiblement, al-lant d’une absence d’impact (5) à une réduction de dose sansimpact réel sur une dose restant par ailleurs élevée (6) et pourun troisième auteur à une réduction de dose très significative(7). Ces relatives discordances peuvent tenir entre autres auxdifférences entre les types de machines utilisées, ou à l’exper-tise des opérateurs dont l’impact sur la diminution du tempsde scopie est certain. En pratique, il reste probable que ce sontles différences d’intensité auxquelles ces auteurs ont travailléqui est la cause première de l’impact plus ou moins favorablesur la dose ; ainsi un auteur (6) travaillait à 250 mA, avec unedose d’environ 300 mGy/acte pour un bénéfice moyen, alorsque l’auteur dont le bénéfice était le plus significatif travaillaitentre 30 et 50 mA pour une dose de 43 mGy/acte. La recom-mandation de travailler à milli-ampérage faible reste doncsans doute la clef. On peut aussi espérer, sans pouvoir aisé-ment le contrôler, que l’usage de la fluoroscopie – CT amèneune diminution du nombre de coupes réalisées pendant laprocédure.

2. Capteurs plans

Peu d’études conséquentes ont comparé capteurs plans et systè-mes conventionnels en termes de dosimétrie. Les résultats d’uneétude portant sur plus de 200 actes de cardiologie intervention-

nelle (8) enregistrent des différences relativement peu importan-tes entre les deux systèmes en matière de Dose Produit Surface,temps de scopie et nombre d’images en mode ciné. Les résultatsmoyens sont légèrement en faveur des capteurs plans dans le ca-dre des coronarographies, et très proches dans celui des angio-plasties coronariennes. En tout état de cause, ces résultats ne jus-tifient en aucun cas de relâcher les efforts éducatifs en matièred’optimisation de la dosimétrie. Une collimation adéquate resteun facteur essentiel. S’habituer à travailler avec une image fluo-roscopique simplement adéquate, plutôt que de chercher systé-matiquement l’image de la meilleure qualité possible est aussi ga-rant d’un contrôle des doses extrêmement efficace, plus mêmesans doute en pratique que de se focaliser sur la réduction dutemps de scopie (9).

3. Systèmes couplés : TDM – angiographie

Ces installations tendant à se répandre pour les applicationsviscérales de radiologie interventionnelle, entre autres cancé-rologiques. Elles permettent pendant la même procédure, detravailler successivement sous l’un ou l’autre des systèmes enfonction des besoins du ciblage tridimensionnel, du guidage,du dépistage précoce peropératoire des complications et du

Points à retenir

• Pour l’IAEA, les valeurs limites du débit de dose en scopie à l’entrée du patient sont de 25 mG/mn en mode normal et 100 mG/mn en mode haut contraste.• Un programme de formation européen en radioprotection adapté à la radiologie interventionnelle est consultable à l’adresse suivante : http://ec.europa.eu/energy/nuclear/radiation_protection/doc/publication/116.pdf.Le risque cutané

• Le risque cutané est une réalité pour les procédures les plus exposantes.• Modifier l’incidence du faisceau au cours d’interventions prolongées est une mesure simple qui permet d’éviter le cumul des doses à la peau en un même point.• Un érythème transitoire peut survenir dans les premières 24 heures à partir d’une dose de 2 Gy.• Un érythème sévère peut apparaître une dizaine de jours après l’intervention.• Des lésions graves peuvent apparaître des semaines pou des mois après l’exposition.• L’examen de la région cutanée ayant fait l’objet de l’exposition maximum doit faire partie de l’examen clinique de suivi des interventions, aussi bien précocement qu’à distance.Les équipements

• Les équipements radiologiques utilisés doivent faire l’objet d’une maintenance préventive et de contrôles de qualité réguliers.• L’installation doit disposer d’un système de mesure ou de calcul du PDS en sortie de tube.• Travailler à milli-ampérage faible est une recommandation valable pour tous les équipements (fluoro-CT inclus).• Les capteurs plans ne dispensent pas de suivre l’ensemble de ces recommandations.Les procédures

• Préférer le mode pulsé au mode continu.• S’habituer à travailler avec une image fluoroscopique adéquate plutôt que de chercher systématiquement l’image de la meilleure qualité possible.• Augmenter l’énergie du rayonnement en utilisant hautes tensions et filtres additionnels.• Diminuer le volume irradié par une collimation optimale.• Augmenter la distance foyer-patient et diminuer la distance patient-récepteur.• Diminuer la cadence d’acquisition des images du mieux possible.

J Radiol 2010;91

A Roche


1235

contrôle d’efficacité immédiat. À notre connaissance, aucuneétude n’a fait le bilan dosimétrique de l’usage de ces systèmes,ce qui reste donc un sujet ouvert. On peut en attendre des effetspotentiellement négatifs : addition de doses des deux modalitéspour un même acte, pratique pendant une même interventionde deux actes différents en profitant de la double modalité(exemple : chimio-embolisation tumorale hépatique – essen-tiellement sous angiographie- + ablation tumorale d’une mé-tastase pulmonaire par radiofréquence nécessitant le contrôlescanographique). À l’inverse, un meilleur repérage spatial despédicules difficiles à identifier et/ou à cathétériser fait espérerune réduction des temps de scopie angiographique. Quoi qu’ilen soit, ces systèmes permettent de proposer des traitementsplus complets, dans des conditions de sécurité opératoiremeilleure, et le bénéfice risque ne peut s’y limiter à l’enjeu do-simétrique.

Conclusion

Les enjeux thérapeutiques de la radiologie interventionnelle nedoivent pas faire oublier les règles essentielles de radioprotection,souvent très simples à mettre en œuvre, qui doivent permettred’éviter les complications déterministes auxquelles les doses rela-tivement hautes qui sont utilisées exposent potentiellement lepatient.

Références

1. ACC/AHA ad hoc task force report. ACC/AHA guidelines forcardiac catheterization and cardiac catheterization laboratories.JACC 1991;18:1149-82.

2. ACC/AHA ad hoc task force report. Guidelines for percutaneoustransluminal coronary angioplasty. JACC 1993;22:2033-54.

3. Kosunen A, Komppa T, Toivonen M. Evaluation of methods to es-timate the patient dose in interventional radiology. Radiat Prot Do-simetry 2005;117:178-84.

4. Shortt CP, Fanning NF, Malone L, Thornton J, Brennan MJ. Thy-roid dose during neurointerventional procedures: does lead shiel-ding reduce the dose? Cardiovasc Intervent Radiol 2007;30:922-7.

5. Froelich JJ, Saar B, Hoppe M, Ishaque N, Walthers EM, Regn J,Klose KJ. Real-time CT-fluoroscopy for guidance of percutaneousdrainage procedures. J Vasc Interv Radiol 1998;9:735-40.

6. Silverman SG, Tunclai K, Adams DF, Nawfel RD, Zou KH, JudyPF. CT fluoroscopy-guided abdominal interventions: techniques,results, and radiation exposure. Radiology 1999;212:673-81.

7. Carlson SK, Bender CE, Classic KL, Zink FE, Quam JP, WardEM, Oberg AL. Benefits and safety of CT fluoroscopy in interven-tional radiologic procedures. Radiology 2001;219:515-20.

8. Tsapaki V, Kottou S, Kollaros N, Dafnomili P, Koutelou M, VanoE, Neofotistou V. Comparison of a conventional and a flat-paneldigital system in interventional cardiology procedures. Br J Radiol2004;77:562-7.

9. Kuon E, Robinson DM, Empen K, Dahm JB. Fluoroscopy time -an overestimated factor for patient radiation exposure in invasivecardiology. Rofo 2005;177:812-7.

Documents

Radioprotection du patient en radiologie interventionnelle