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Impact des nouvelles techniques d'imagerie médicale sur l'exposition des patients et des travailleursBernard AUBERT

Unité d'expertise en radioprotection médicale

DRPH/SER

Angers le 18 juin 2009

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

1895Découverte des rayons X

1950'sUS-Première caméra à

scintillations

1960's Intensificateur d'images

1970'sScanner à rayons X

1980'sIRM-Radiologie numérique

2000'sImagerie moléculaire - MDCT

Historique des techniques d'imagerie

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009Imagerie morphologique :

RX, CT, IRM, US

Imagerie fonctionnelle : MN, TEP mais

aussi IRM, US

Imagerie moléculaire :

TEP, MN mais aussi IRM

Différents types d'imagerie

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

Imagerie planaire

Différents types d'imagerie

Imagerie en coupe (2D)

MN RX

US IRM CT

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

Différents types d'imagerie

Imagerie 3D

Imagerie

multimodalités CT CT TEP

CT + TEP

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009 •Evolution des techniques existantes Détecteurs numériques, Scanner multi détecteurs... •Apparition de nouvelles techniques

Scanner, IRM, TEP...

•Nouveaux protocoles

Imagerie cardiaque...

•Nouvelles applications

Radiologie interventionnelle, imagerie

multimodalités, imagerie de contrôle en radiothérapie... •Transfert de technologie MN

US, CT

IRM...

Evolution des techniques et des pratiques en imagerie

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

Quel impact de ces évolutions sur

l'exposition : •des patients, •de la population, •des travailleurs ?

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

1. Evolutions en radiologie

1.1 Radiologie numérique

1.2 Système EOS

2. Evolutions en radiologie interventionnelle

1.Evolutions en scanographie3.1 Scanner multi barrettes

3.2 Scanners dédiés

3.3 Scanner et médecine nucléaire1.Evolutions en médecine nucléaire

2.Evolutions en imagerie de contrôle en

radiothérapie

Conclusion

Sommaire

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

1. Evolutions en radiologie

1.1 Radiologie numérique

1.2 Système EOS

2. Evolutions en radiologie interventionnelle

1.Evolutions en scanographie3.1 Scanner multi barrettes

3.2 Scanners dédiés

3.3 Scanner et médecine nucléaire1.Evolutions en médecine nucléaire

2.Evolutions en imagerie de contrôle en

radiothérapie

Conclusion

Sommaire

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009 Chronologie de l'évolution de la radiologie numérique

Année

Evolution

1980
1 er système d'imagerie de radiographie numérique (CR) par écran au p h 1990
1 er système de radiographie directe (DR) par balayage avec CCD 1994
Radiographie directe avec tambour au sélénium 1995
Détecteurs plan au silicium amorphe et au sélénium amorphe 1997
Détecteur plan avec scintillateur au gadolinium 2001
Détecteur plan portable avec scintillateur au gadolinium 2001
Détecteur plan dynamique pour radioscopie numérique et angiographi e

Evolutions en radiologie

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009 Différents détecteurs utilisés en radiologie numérique CR C omputed R adiography DR D irect R adiography

Conversion indirecte

Conversion indirecte

Conversion directe

Radiographie numérique

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

Systèmes photostimulables

Laser

Plaque Guide de

lumièreTube PM

Déplacement

du capteurMiroir (rotation)

ADCAmpli

Schéma du principe de lecture des

plaques photostimulables FUJI

Philips

Système de

lecture intégréSystème de lecture de cassettes

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

Détecteur plan composé d'une matrice de

photodiodes au silicium amorphe recouverte d'un scintillateur CsI : •pixel : 143 µm, champ 43 cm x 43 cm, •épaisseur 500 à 600 µm, •80 % d'absorption de RX à 60 keV.

Détecteurs à conversion indirecte

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

Détecteurs à conversion indirecte

Capteurs CCD

Scintillateur + capteurs CCD

Détecteur plus large 43 x 43 cm

Haute résolution 4096 x 4096 pixels

Multi-résolution 100, 200, 400 µm

pour réduction de dose

Images dynamiques

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

Détecteurs à conversion directe

2500 volts

Electrodes

Digital

DataElectrons

X-Ray Photons

Selenium

K-edge

Fluoresence

Electrons

Read Out Electronics

X-ray

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

Principales caractéristiques des différents types de détecteur numériques comparées à celles du couple écran-film.

Type de détecteur

Caractéristiques

Ecran-Film

Plaque phosphore

CCD + lentille

DP*/Conversion directe

DP*/Conversion indirec

t

Convertisseur

Gd 2 O 2 S

BaSrFBr:Eu

Gd 2 O 2 S

Sélénium

CsI:Tl

Lecture

Film Laser CCD

Matrice TFT

Matrice TFT

Taille (cm)

36 x 43

36 x 43

36 x 43

36 x 43

43 x 43

Taille pixel (µm)

200
167
139
143

Dynamique

1:30

1:40 000

> 1:4 000 >1:10 000 >1:10 000 * DP : détecteur plan

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009 Comparaison de la dynamique des couples écran-film et des détecteurs numériques

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009 Comparaison des installations suivant De et par type de détecteur pour l'examen du thorax de face DR 75 ième c : 0,28 mGy EF 75 ième c : 0,32 mGy CR 75 ième c : 0,42 mGy

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009 FUJI

Philips

Systèmes de radiographie

Plaque au phosphore

(ERLM)

Détecteur plan

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

1. Evolutions en radiologie

1.1 Radiologie numérique

1.2 Système EOS

2. Evolutions en radiologie interventionnelle

1.Evolutions en scanographie

3.1 Scanner multi barrettes

3.2 Scanners dédiés

3.3 Scanner et médecine nucléaire

1.Evolutions en médecine nucléaire

2.Evolutions en imagerie de contrôle en

radiothérapie

Conclusion

Sommaire

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009 La chambre à fils est un principe de détection directe, il n'y a pas de fluctuations de conversion. L'amplification est interne au détecteur. Le détecteur utilise la technologie de la chambre de G. Charpak : à chaque photon émis correspond un photon reçu.

Le système EOS

Convertisseur

Gazeux

Transfert

Collection

Amplificateur

Gazeux

Charge primaire Charge Amplifiée

Rayon X

Signal Niveau

de gris

Xénon

Xénon

DETECTEURELECTRONIQUE DE

LECTURE

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

Suppression du diffusé

Suppression de la divergence verticale (visée des plateaux vertébraux) Principe de détection directe : pas de fluctuation de conversion

Amplification interne au détecteur

Balayage vertical

Collimation Source

Production d'un faisceau Collimation Patient / Détecteur

Sélection de la radiation utile

détecteur La chaine d'acquisition est composée de 2 détecteurs et 2 sources RX, solidaires et parfaitement orthogonaux, qui viennent " scanner » le patient de la tête aux pieds. La source rayons X est collimatée pour ne produire qu'un très fin pinceau.

Le système EOS

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

Vue profil

Vue face

Zone d'irradiation

Le système EOS

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

Le système EOS

Comparaison avec imagerie planaire : facteur de

réduction de dose proche de 10. Comparaison avec un scanner : facteur de réduction de dose de100 à 500.

1 10 100 1.000 10.000 100.000Center of examined regionTesticlesLeft ovaryRight ovaryD12 Spinal cordLeft breastRight breastSternumThyroidLateral skinBack skin

Anatomical

region

Absorbed dose (µGy)

EOS

CT scan

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Impact des nouvelles techniques d'imagerie - SFRP Angers 2009

1. Evolutions en radiologie

1.1 Radiologie numérique

1.2 Système EOS

2. Evolutions en radiologie interventionnelle

1.Evolutions en scanographie

3.1 Scanner multi barrettes

3.2 Scanners dédiés

3.3 Scanner et médecine nucléaire

1.Evolutions en médecine nucléaire

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