Sommaire     Section : Information des patients et des prescripteurs.

MINISTERE DU TRAVAIL ET DES AFFAIRES SOCIALES - DIRECTION GENERALE DE LA SANTE - Sous-direction de la veille sanitaire - Bureau de la radioprotection -

Groupe de travail : état de l'art des techniques de dosimétrie et analyse des besoins -
Sous-groupe 4 : dosimétrie des patients (coordonnateurs : Alain Noel - André Bonnin)

Participants :
• Ministère et OPRI :
Dr Elisabeth Marshall-Depommier (DGS, SQ3),
M. M Valéro (OPRI)
• Établissements de Recherche :
Dr Anne Flüry-Hérard (CEA-DSV)
Mr Christian Lefaure (CEPN)
• Hôpitaux :
Pr André Bonnin et Dr Vincent Hazebroucq (Radiologues, CHU Cochin),
M. JM Boussard (Cadre Manipulateur, Hôpital St-Vincent-de-Paul),
M. A Noel (Physicien Médical, Centre Alexis Vautrin)
• Armées :
Pr YS Cordoliani (HIA Val-de-Grâce)

INTRODUCTION A L'ESTIMATION DES DOSES DELIVREES AUX PATIENTS

Les rayonnements ionisants auxquels sont soumis les populations humaines résultent de la somme de l'irradiation naturelle et de l'irradiation artificielle, d'origine humaine, dont l'irradiation médicale représente la presque totalité (l'irradiation due aux activités nucléaires civiles ou militaires est en pratique négligeable devant l'irradiation médicale).

L'irradiation médicale concerne à la fois un petit nombre de personnes irradiées à fortes doses dans un but thérapeutique dans le cadre de la radiothérapie ainsi qu'unun grand nombre de personnes irradiées à faible dose dans un but de diagnostic ou de dépistage, ce qui représente en valeur collective la source la plus importante d'irradiation après l'irradiation naturelle. Il ne faut pas oublier ou sous estimer le bénéfice que le patient est en droit d'attendre de ces procédures.

L'évaluation des risques que fait courir ce supplément d'irradiation à la population est à la base de la réflexion actuelle sur la "dosimétrie patient" et s'intègre dans un triple contexte :

1. réglementaire : en particulier les nouvelles directives européennes de radioprotection:

- directive 96/29/Euratom du 13 mai 1996 fixant les normes de bases relatives à la protection sanitaire de la population et des travailleurs contre les dangers des rayonnements ionisants
- directive 97/43/ Euratom relative à la protection sanitaire des personnes contre les dangers des rayonnements ionisants lors d'expositions à des fins médicales, remplaçant la directive 84/466/Euratom

2. de demande générale d'information du public sur l'ensemble des problèmes de santé.

Il faut anticiper cette demande afin d'éviter un excès d'inquiétude dont les conséquences négatives seraient de très loin supérieurs au risque théorique des rayonnements.

3. de pratiques très diversifiées :

On a constaté que le nombre d'examens pour mille habitants est très différent d'un endroit à l'autre au sein de l'Union Européenne et que pour des examens similaires les doses délivrées aux patients peuvent varier considérablement, pas seulement entre les pays Européens, mais aussi à l'intérieur d'un même pays ou entre 2 salles d'un même service.

La Directive "patients" rappelle les exigences concernant :
- la justification des actes, tant au niveau générique que pour chaque examen particulier
- l'optimisation des expositions, pour les examens justifiés. C'est l'adaptation au diagnostic du principe général de la radioprotection "Toutes les expositions doivent être maintenues aussi bas qu'il est raisonnablement possible".

La recherche systématique de cette réduction des doses délivrées aux patients passe par :
1. le choix de l'équipement sa réception) et sa surveillance en cours d'utilisation, (contrôle de qualité)
2. l'utilisation de niveaux de doses de référence pour les examens
3. l'évaluation des doses délivrées aux patients ,mise en oeuvre par l'exploitant de l'installation (elle permet aussi à l'état membre d'estimer des doses reçues par la population)
4. la formation initiale et la formation continue des praticiens et des personnels en matière de radioprotection,
5. l'attention particulière qui doit être portée à chaque cas d'exposition à des fins médicales, dès lors qu'il s'agit d'enfants, d'un programme de dépistage médical ,ou d'examens impliquant des doses élevées pour le patient, comme la scanographie ou la radiologie interventionnelle.

La transposition de cette directive, avant le 13 mai 2000, va être l'occasion de revoir en profondeur les dispositions législatives, réglementaires et administratives françaises. Dans ce cadre le bureau de la radioprotection de la sous-direction de la veille sanitaire (DGS - Ministère du Travail et des Affaires Sociales) a initié une réflexion qui doit permettre de constituer des dossiers techniques pour préparer les projets de textes qui seront présentés.

Un groupe de travail a été créé. L'objectif principal de ce groupe est de faire un "état de l'art des techniques de dosimétrie et une analyse des besoins". 4 sous-groupes ont été constitués chacun étant plus particulièrement amené à réfléchir à un aspect particulier. Si les aspects liés à la protection du personnel sont au centre de la réflexion menée par 3 des 4 sous-groupes constitués, un sous-groupe est chargé de réfléchir sur l'évaluation des doses délivrées aux patients au cours des examens radiologiques (dans cette réflexion ne sont abordés que les problèmes de dosimétrie liés à l'irradiation externe).

EVALUATION DES DOSES DELIVREES

Les paramètres de la variabilité des doses

La variation d'exposition évoquée plus haut provient de différences dans la pratique radiologique. Il s'agit en premier lieu de la fréquence des prescription et réalisation d'actes de radiodiagnostic, et de la répartition de ces examens en fonction des classes d'âges. Il s'agit ensuite des caractéristiques propres à chaque population (corpulence...). Il s'agit enfin des conditions techniques de réalisation des examens.

A ce sujet on peut citer :
· Paramètres techniques utilisés (kV, filtration, récepteur, ...)
· Récepteur (matériau cassette, écran-film)
· Développement
· Générateur (forme HT, Filtration, kV, mAs)
· Grille antidiffusante
· Taille du champ d'irradiation
· Géométrie de l'irradiation (DFF, DPF)
· Nombre d'expositions réalisées par examen

On peut considérer que la dose délivrée constitue un véritable indice de qualité de l'installation.

Ainsi la qualité de l'image augmente d'abord sensiblement avec la dose absorbée puis atteint rapidement un palier ; tout accroissement ultérieur de la dose n'améliorant que très faiblement le niveau atteint. Une enquête de la Commission des Communautés Européennes montre que plus nombreux sont satisfaits les critères techniques proposés, plus la dose délivrée est proche de la dose optimale.

Il existe donc un potentiel important pour une réduction significative des doses individuelles associées aux pratiques de radiodiagnostic que seuls les praticiens impliqués sont en mesure de réaliser. La recherche des conditions optimales reste donc une priorité en radiologie.

L'estimation des doses permet :
- d'évaluer le risque pour le patient (radiologie interventionnelle)
- de comparer différentes techniques entre elles (conventionnelle/numérique) - ou différents choix techniques (couple écran-film)
- de surveiller les performances des installations
- de répondre à la demande légitime d'information des patients
- de se conformer à la législation en vigueur

Quelles grandeurs mesurer ?

Les grandeurs recommandées pour mesurer la dose doivent:
- être définies sans ambiguïté et être simples de façon à ce que chacun puisse clairement comprendre ce qui est mesuré,
- pouvoir être mesurées précisément avec des dosimétres facilement disponibles et peu coûteux,
- fournir une grandeur mesurée typique de la dose reçue par les patients :
- pour une incidence particulière,
- un type d'examen donné.

Pour atteindre ces objectifs deux grandeurs sont disponibles :
- la Dose à la Surface d'Entrée (DSE) par cliché,
- le Produit-Dose-Surface (PDS) pour un examen complet

La mesure de la Dose à la Surface d'Entrée est recommandée pour les procédures radiologiques simples (Thorax, Bassin, Abdomen, Crâne, Rachis), alors que l'on recommandera la détermination du Produit-Dose-Surface pour les procédures radiologiques complexes (UIV, Lavement baryté, TGD, Radiologie cardio-vasculaire et interventionnelle)

La connaissance de ces grandeurs est essentielle. En effet, le détriment éventuel lié aux à l'utilisation des rayonnements ionisants est estimé à partir de la dose aux organes ou à la dose communiquée. Ces doses peuvent dans tous les cas être calculées à partir de la mesure de la dose à la surface d'entrée ou de la mesure du produit dose surface.

2.2.1. Dose à la Surface d'Entrée :

Deux dosimétres sont communément utilisés pour mesurer les doses à la surface d'entrée durant les examens de radiodiagnostic, la chambre d'ionisation et la radiothermoluminescence (RTL).

La chambre d'ionisation constitue l'appareillage de référence pour la mesure des doses dans les faisceaux de rayons X. Son encombrement et la présence d'une tension de polarisation la destine plus particuliérement à l'étalonnage des faisceaux et à la mesure sur fantôme.

La RTL est une méthode dosimétrique éprouvée. De plus les dosimétres se présentent sous une grande diversité de présentations qui facilite leur utilisation. En particulier elle est bien adaptée à la mesure in vivo en plaçant les dosimétres directement à la peau des patients ou à la mesure sur fantôme.

Pour les examens considérés les DSE sont habituellement exprimées en mGy.

2.2.2. Produit-Dose-Surface

L'appareillage consiste en une chambre d'ionisation plate et suffisamment grande pour intercepter la totalité du faisceau d'examen. Elle mesure le produit de la surface du faisceau par la dose délivrée, qui est constant quelle que soit l'endroit où est effectué la mesure. Ce dosimétre est habituellement placé au niveau du collimateur (diaphragme) de l'installation. Il est plutôt utilisé pour les procédures diagnostiques complexes. Il permet de chiffrer séparément la contribution de la graphie de celle de la scopie.

Habituellement le PDS s'exprime en Gy.cm2 ou cGy.cm2 pour un examen complet et en mGy.cm2 par incidence réalisée.

2.3Quelle démarche en pratique ?

Dans un souci de réalisme, il pourrait être envisagé, au cours d'un contrôle de qualité annuel des installations, de mesurer les doses délivrées pour des conditions d'examen standardisées (Standardized Methods for Measuring Diagnostic X-ray exposures, AAPM report # 8, 1990).

La dose mesurée à la surface d'un fantôme simple (fantômes ANSI, thorax, abdomen, rachis lombo-sacré, crâne, extrémités, mammographie, scanner) permettrait de déterminer "l'indice dosimétrique" de chaque installation pour ces conditions standards . Cela donnerait à chaque responsable de service ou cabinet la possibilité de situer ses appareils par rapport à une dose optimale et de comparer entre eux ses appareils)

Du fait de la grande variabilité biologique des différents patients examinés, la détermination de la dose sur fantôme dans des conditions standardisées est insuffisante. Il est donc indispensable :
- d'être en mesure de calculer les doses réellement délivrées aux patients pour connaître la dose effectivement reçue par un individu lors d'un examen donné
- d'effectuer périodiquement des mesures sur des échantillons de patients pour évaluer les pratiques réelles

Sans avoir recours directement à la mesure des doses, les DSE peuvent être calculées à partir des paramètres de l'examen (kV, mAs, filtration, épaisseur patient...). Ceux-ci peuvent être relevés manuellement ou directement fournis par l'appareil

Déjà quelques installations fournissent ces résultats et l'on peut espérer qu'avec la multiplication des appareils numérisés modernes ces possibilités seront offertes en standard par les constructeurs.

Réduction des doses

La justification des actes

Elle consiste à ne pas effectuer d'examens entraînant 'inutilement' une exposition, soit parce que leur apport diagnostique est trop faible, soit parce qu'ils peuvent aisément être remplacés par des techniques diagnostiques qui n'utilisent pas les rayonnements ionisants (échographie, IRM ...). Ce principe de justification s'exerce à deux niveaux :
* la justification générique pour l'introduction d'une nouvelle procédure ou l'évaluation d'une pratique existante.
* la justification individuelle de chaque examen, de chaque exposition qui relève d'un ensemble d'informations que seuls les praticiens impliqués sont en mesure d'évaluer.

L'optimisation des procédures radiologiques doit permettre une réduction significative des doses délivrées. Il est nécessaire de rappeler que les méthodes de réduction de la dose délivrée sont assez générales et peuvent s'appliquer en tout ou partie à l'ensemble des examens. Pour y arriver, il faut posséder une parfaite maîtrise des procédures radiologiques et des facteurs techniques de l'examen.

Applications des principes d'optimisation et de justification aux procédures radiologiques

1. Se limiter aux examens et aux expositions nécessaires
2. Posséder les clichés antérieurs et les paramètres de ces examens.
3. Positionner le patient en utilisant au besoin des moyens de contention, assurant son immobilité (diminution du flou cinétique).
4. Utiliser des dispositifs de compression. On obtient ainsi une diminution de rayonnement diffusé qui permet d'améliorer la qualité de l'image (contraste) tout en assurant une meilleure protection du patient et du personnel.
5. Choisir les incidences réduisant la dose aux organes sensibles.
6. Diminuer la contribution de la scopie.
7. Collimater le faisceau strictement à la région à examiner. On sera vigilant avec les systèmes de diaphragme automatique se réglant aux dimensions de la cassette, lorsque la région examinée est petite par rapport aux dimensions du film et particulièrement en radiopédiatrie.
8. Protéger les organes sensibles à l'aide de caches plombés.
9. Vérifier régulièrement le taux d'exposition "nulles" et de films "nuls" et les raisons de ces rejets pour en déduire les actions correctrices à entreprendre.
10. Mesurer périodiquement la dose délivrée au patient et agir si les doses s'écartent des recommandations.
11. Élaborer un programme d'assurance de qualité.
12. Eviter la tendance à la surexposition apprécié par un noircissement excessif en radiologie conventionnelle par des paramètres trop élevés en radiologie numérique.

Applications du principe d'optimisation aux facteurs techniques

1. Choisir les récepteurs les plus sensibles compatibles avec une qualité d'image suffisante au diagnostic.
2. S'assurer des conditions optimales de révélation des images latentes..
3. Réduire au minimum l'atténuation du faisceau entre le patient et le récepteur, par l'utilisation de matériau peu absorbant pour la table, la grille, les cassettes (gain de 30% à 50 %).
4. Diminuer la distance séparant le patient du récepteur.
5. Installer des grilles anti-diffusion avec un rapport de grille le plus faible possible compatible avec une élimination suffisante du diffusé.
6. Retirer cette grille durant la scopie, pour les petits champs ou dès que la résolution spatiale n'est pas critique, ou pour les techniques en agrandissement.
7. Installer des appareils de mesure donnant le produit-surface-dose permettant un contrôle de la dose délivrée et de vérifier en particulier les performances de l'amplificateur de brillance au cours des examens en scopie.
8. Choisir la valeur de la tension la plus élevée possible compatible avec le contraste recherché. L'utilisation de générateur délivrant une haute tension fixe (attention aux générateurs à décharge pour lesquels la haute tension diminue tout au long du temps de pose) avec un faible taux d'ondulation (haute fréquence), permet d'obtenir des faisceaux de rayons X avec une énergie moyenne plus élevée et un spectre plus étroit.
9. Choisir des temps de pose courts. Cela nécessite de disposer d'un équipement radiologique autorisant un débit élevé. On obtient ainsi une diminution du flou cinétique mais surtout de la dose (~20 %-30 %) par rapport à un temps de pose long (>1s) dû à l'effet de non-réciprocité des films.
10. Remplacer la radiographie conventionnelle par la radiographie numérisée.
11. Mettre en place un contrôle de qualité périodique des paramètres techniques de l'équipement.

Formation des personnels

La mise en oeuvre des recommandations précédentes imposent une formation initiale et une formation continue ainsi qu'une incitation permanente des personnels concernés Médecins et Techniciens,

Quelle information fournir au patient ?

La dose indiquée au patient doit-être la dose efficace. Elle doit être établie à partir de l'indice dosimétrique de l'installation, de la procédure réellement mise en oeuvre (paramètres de l'examen, nombre d'expositions) et de la dose de référence de l'examen.

Pour sa communication au patient (compte-rendu d'examen, carnet ou carte de santé...)la dose par examen pourrait être exprimée par comparaison à l'irradiation naturelle. Un scanner, par exemple, pourrait valoir 5 années d'irradiation naturelle.

RECOMMANDATIONS DU GROUPE DE TRAVAIL POUR LA TRANSPOSITION DE LA DIRECTIVE EUROPEENNE:

1. Le contrôle de qualité des installations et l'évaluation de la qualité des images obtenues doit être une obligation légale.
2. Les services et cabinets de radiologie et tout exploitant d'installation radiologique médicale ou dentaire avec les conseils et supports de physiciens médicaux, devraient réaliser des estimations des doses délivrées à leurs patients.
3. Pour parvenir à déterminer la dose délivrée à un patient donné durant un examen trois étapes sont nécessaires:
- Pour chaque type d'examen et les principales indications, la profession devrait estimer une "dose de référence" correspondant à une procédure standardisée. Toute nouvelle procédure standardisée devrait faire l'objet d'une justification générique par les instances compétentes. Les efforts initiaux devraient porter sur les examens contribuant significativement à la dose collective (scanner, rachis lombo-sacré, lavement baryté, TGD, UIV, abdomen, pelvis). Une attention particulière devrait être portée aux examens spécifiques tels que la scanographie, la radiologie interventionnelle, la radiopédiatrie, les examens de dépistage (mammographie) et tout examen dont l'utilisation est en forte croissance.
- Une mesure annuelle des "doses standards" sur fantôme pourrait être effectuée lors du contrôle de qualité par les équipes spécialisées des services ou par des organismes extérieurs accrédités. Elle permettrait de situer chaque appareil avec un "indice dosimétrique" par rapport à un appareil optimal en terme de dose délivrée.
4. La "dose" portée sur le carnet de santé devrait être établie à partir de "l'indice dosimétrique" de l'installation et de la procédure réellement mise en oeuvre (nombre total de clichés) et de la dose de référence de l'examen considéré. A des fins de communication, la dose efficace par examen pourrait être présentée de façon standard (par exemple en "part" de la dose d'irradiation annuelle naturelle).
5. Le Ministère de la Santé pourrait faire effectuer chaque année des mesures de dose sur des patients, durant la réalisation d'examens, sur un petit échantillon aléatoire de services et cabinets. Des mesures devraient être effectuées au moins une fois tous les 3 ans sur toutes les installations et rendues publiques
6. Les doses de référence doivent être déterminées par des groupes d'experts à partir d'une enquête sur les pratiques et du résultat des mesures du Ministère de la Santé. Les "doses de référence" seraient largement diffusées.(Internet)4.
7. Le Ministère doit soutenir le développement de méthodes d'estimation des doses au patient (appareils de mesure, logiciels de calcul des doses) adaptés au contexte français. L'équipement des installations radiologiques avec des chambres d'ionisation Produit-Dose-Surface doit être encouragé.
8. Un document pédagogique devra être adressé aux praticiens (Annexe I en cours de préparation par le groupe de travail) Une plaquette et un site Web internet pourrait expliquer au public le type d'information qui lui est fourni dans le carnet de santé.
9. La mise en oeuvre des recommandations précédentes imposent une formation initiale et une formation continue ainsi qu'une incitation permanente des personnels concernés, Médecins et Techniciens,...

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