Tomodensitométrie : Tomodensitométrie : Aspect Technologique Aspect Technologique et Dosimétrieet DosimétrieE. de KervilerE. de KervilerService de Radiologie, Hôpital Saint-Service de Radiologie, Hôpital Saint-LouisLouis

ObjectifsObjectifs

Grandeurs dosimétriquesGrandeurs dosimétriques– Introduction et rappelsIntroduction et rappels

Particularités du scannerParticularités du scanner– Définition des indicateurs de doseDéfinition des indicateurs de dose– Passage à des indicateurs de dose Passage à des indicateurs de dose

efficaceefficace Réduction de dose au scannerRéduction de dose au scanner

RappelsRappels

Les doses « physiques » (mesurables) Les doses « physiques » (mesurables) exprimées en exprimées en milligraysmilligrays– Dose absorbée D (en un point donné)Dose absorbée D (en un point donné)– Dose absorbée moyenne D (organe par ex.)Dose absorbée moyenne D (organe par ex.) Quantité d’énergie déposée localementQuantité d’énergie déposée localement

Les doses « calculées » (non mesurables) Les doses « calculées » (non mesurables) exprimées en exprimées en millisivertsmillisiverts– (Dose équivalente H)(Dose équivalente H)– Dose efficace E +++Dose efficace E +++ Quantification des effets et évaluation des Quantification des effets et évaluation des

risquesrisques

Exemple : mGy ou mSv Exemple : mGy ou mSv ??

ExamenExamen Dose moyenneDose moyenne Dose efficaceDose efficace

Dose en …*Dose en …* milligray milligray (mGy)(mGy)

millisievert millisievert (mSv)(mSv)

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 général : RXConcept général : RX

X

RT versus CTRT versus CT

RX CT

Gradient de dose

Distribution de la dose avec symétrie circulaire

Différents fantômesDifférents fantômes

32cm

16cm10cm

32cm phantomLarge Adult Body (85 kgs)

28cmAverage Adult Body (70 kgs)

16cm phantomAverage Adult Head

10cm phantomInfant Brain or Body <1year

higher dose

lower dose

Periphery to Centre

Head Phantom : ~1 :1Body Phantom : 2 :1

X

Répartition de la doseRépartition de la dose

Variation de dose dans Variation de dose dans la coupela coupe

Diamètre 8 cm : ≈ 1:2

Diamètre 16 cm : ≈ 1:1- Adulte tête et cou- Pédiatrie

Diamètre 32 cm : ≈ 2:1- Adulte tronc

Grandeurs Grandeurs dosimétriques en dosimétriques en scanner : CTDI et DLPscanner : CTDI et DLP

Computed Tomography Dose Index, Computed Tomography Dose Index, CTDICTDI (en mGy) = IDSV (en mGy) = IDSV– Indicateur de la dose aux tissusIndicateur de la dose aux tissus

Produit dose longueur, Produit dose longueur, PDLPDL (en (en mGy.cm)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 général : CTConcept général : CT

Indicateur de dose en Indicateur de dose en scannographie : CTDIscannographie : CTDI CTDICTDIairair : à l’axe de rotation du : à l’axe de rotation du

scannerscanner CTDICTDIH,BH,B : dans un fantôme « tête » : dans un fantôme « tête »

(H) ou « corps » (B), au centre ou en (H) ou « corps » (B), au centre ou en périphérie de ce fantômepériphérie de ce fantôme

CTDICTDIww : CTDI pondéré (dans une : CTDI pondéré (dans une coupe)coupe)

CTDICTDIvolvol : CTDI dans plusieurs coupes : CTDI dans plusieurs coupes

Comment est calculé le Comment est calculé le CTDI ?CTDI ? Computed Tomography Dose Computed Tomography Dose

Index normalisé (Index normalisé (CTDICTDI))

Fantômes acryliques 32 et 16 cm

Chambre d’ionisation « crayon » de 100 mm

B

H

CTDI pondéré = CTDICTDI pondéré = CTDIww

AC

AC AP

AC = 1/3 AAP = 2/3 A

A = Area of phantom

CTDIW 1/3 CTDIC + 2/3 CTDIP

Distribution de doseDistribution de dose

Axe ZAxe Z

Profil de dose, coupe Profil de dose, coupe uniqueunique

Idéal Idéal

RéalitéRéalité

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 AP

AC = 1/3 AAP = 2/3 A

CTDIW 1/3 CTDIC + 2/3 CTDIP

A = Aire du fantôme

Body phantom 32 cm 5mm - 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 Profils de dose mesurés par DTLmesurés par DTL

Profil de dose pour Profil de dose pour plusieurs coupes : plusieurs coupes : CTDICTDIvolvol

CTDI et MSAD en CTDI et MSAD en coupes jointivescoupes jointives

Notion de dose moyenne multi-coupe : Multi-Scan Average Dose (MSAD)

Dose moyenne distribuée par une coupeMSAD

Pitch = 1

Pitch > 1

CTDIVOL = MSAD / Pitch

Mesure du CTDIMesure du CTDIvolvol

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, précis, faciles, précis, fiablesfiables

– Affichés sur Affichés sur consolesconsoles

– Permet calcul DLPPermet calcul DLP

InconvénientsInconvénients– Fantômes 16 et 32 Fantômes 16 et 32

cmcm– Valeurs de dose non Valeurs de dose non

spécifiques au spécifiques au patientpatient

– Plusieurs modes Plusieurs modes d’expression (air, d’expression (air, milieu)milieu)

Produit dose.longueur Produit dose.longueur PDLPDLNécessité d’une grandeur à usage clinique, en relation avec le risque

Produit dose.longueur Produit dose.longueur PDLPDL PDL = CTDIPDL = CTDIvolvol x longueur explorée x longueur explorée Unité : Gy.cmUnité : 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 référence Niveaux de référence en scannographieen scannographie

ExamenExamen CTDI (mGy)CTDI (mGy) DLP DLP (mGy.cm)(mGy.cm)

EncéphaleEncéphale 5858 10501050

ThoraxThorax 2020 500500

AbdomenAbdomen 2525 650650

PelvisPelvis 2525 450450

Passage de la DLP à la Passage de la DLP à la dose efficace Edose efficace E E est un E est un indicateur de risqueindicateur de risque des des

effets aléatoireseffets aléatoires Il existe des facteurs de Il existe des facteurs de

pondération liés à la pondération liés à la radiosensibilité tissulaire (Wt)radiosensibilité tissulaire (Wt)

Tissu ou organeTissu ou organe WtWt

Côlon, estomac, moelle osseuse, poumon, Côlon, estomac, moelle osseuse, poumon, sein*sein*

0,120,12

Foie, gonades*, œsophage, thyroïde, vessieFoie, gonades*, œsophage, thyroïde, vessie 0,050,05

Cerveau, gl. Salivaires, peau, reins, surface Cerveau, gl. Salivaires, peau, reins, surface osseuseosseuse

0,010,01

Autres tissus ou organesAutres tissus ou organes 0,100,10

Passage de la DLP à la Passage de la DLP à la dose efficace Edose efficace E

CTDICTDI

(mGy)(mGy)DLPDLP

(mGy.cm)(mGy.cm)Facteur de Facteur de conversionconversion

(mSv/(mSv/mGy.cmmGy.cm

EE

(mSv)(mSv)

TêteTête 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

AbdomeAbdomenn

3333 770770 0,0150,015 11,611,6

PelvisPelvis 3333 570570 0,0160,016 9,19,1

RADIODIAGNOSTIC mSv MEDECINE NUCLEAIRE scanner abdomen

- 20 - cœur 201Tl

tumeurs 18 FDG scanner thorax

lavement baryté

- 10 - cerveau 99m Tc HMPAO

urographie transit gastrointestinal

rachis lombaire 2 clichés

abdomen

pelvis

- 5 -

Irradiation naturelle annuelle

- 1 -

foie 99m Tc HIDA cœur

99mTc MIBI

squelette 99m

Tc phosphonate

reins 99m

Tc MAG3 poumons 99m Tc microsphères

rachis dorsal 2 clichés thyroïde

99mTc pertechnetate

crâne 2 clichés

- 0,5 - reins 99m

T c DMSA reins 123 I hippuran

thorax 2 clichés

- 0,1 -

test de Schilling 57 Co vit. B12 clairance

51Cr 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 modalité d'imagerie ou la région examinée,

• possibilité d'additionner des E liées à différents examens, ....

InconvénientsInconvénients• 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 hélicoïdal : Scanner hélicoïdal : Dose plus haute ou plus Dose plus haute ou plus basse ?basse ? Plus hautePlus haute

– Plus rapide, plus flexible Plus rapide, plus flexible plus de coupes plus de coupes– Dose non liée à la technique hélicoïdale Dose non liée à la technique hélicoïdale

intrinsèque mais à son utilisationintrinsèque mais à son utilisation

Plus basse Plus basse – Limites des tubes incompatible avec les Limites des tubes incompatible avec les

hélices,hélices,– Nécessité de travailler avec des mAs basNécessité de travailler avec des mAs bas

Scanner hélicoïdal : Scanner hélicoïdal : Dose plus haute ou plus Dose plus haute ou plus basse ?basse ? Même mAs / rot. = même dose / rot.Même mAs / rot. = même dose / rot.

que l’acquisition standard séquentielleque l’acquisition standard séquentielle

Rotations en plus à chaque extrémité Rotations en plus à chaque extrémité du volume : overrangingdu volume : overranging

Dose plus basse / rot. pour hélicoïdalDose plus basse / rot. pour hélicoïdalque l’acquisition standard que l’acquisition standard

séquentielle en cas d’hélice ouverteséquentielle en cas d’hélice 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.

RÉSULTATSRÉSULTATS : :

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 clésPoints clés

Noter la dose (DLP) dans le Noter la dose (DLP) dans le compte rendu.compte rendu.

Mais attention ! Scanner Thorax + Mais attention ! Scanner Thorax + Crâne Crâne 2 DLP 2 DLP

S’assurer que l’on respecte les S’assurer que l’on respecte les Niveaux de Référence de DoseNiveaux de Référence de Dose