Principes et mise en œuvre de la

radioprotection

JF Chateil (Radiologue, CHU Bordeaux)H Ducou Le Pointe

(Radiologue,Trousseau, Paris) D Sirinelli ( Radiologue, CHU Tours)

MODULE NATIONAL D'ENSEIGNEMENT DE RADIOPROTECTION DU DES DE RADIOLOGIE

3 cours• I/ Objectifs et principes de la radioprotection

du patient : justification, optimisation, principe de précaution et ses limites, la démarche « aussi bas que raisonnablement possible [ALARA] ». (1h)

• II/ Le principe de l’optimisation des doses. Moyens de réduction de dose. Mesures de la dose reçue lors d’une exposition. Comparaison du risque d’exposition et des autres risques médicaux. (1h)

• • III/ Expositions médicales diagnostiques et

thérapeutiques, nature et ordre de grandeur des doses reçues lors des expositions en pratique médicale, responsabilité médicale dans la demande et la réalisation des actes, information des patients. (30mn)

1/ Objectifs et principes de la radioprotection du

patient

• Justification, et la substitution • Principe de précaution et ses limites,

– Quelle dose et quel risque ? • la démarche [ALARA] :

– « aussi bas que raisonnablement possible».

– Comment diminuer le risque ?

JF Chateil (Radiologue, CHU Bordeaux)H Ducou Le Pointe (Radiologue,Trousseau, Paris)

D Sirinelli ( Radiologue, CHU Tours)

UN SIECLE D’IRRADIATION MEDICALE

1895 : 1ère RADIOGRAPHIE

• 1902 : PREMIERS effets RADIO INDUITS cancers médecins et physiciens

• 1921 : comite pour la protection contre les rayons x

• 1928 : CIPR– COMMISSION INTERNATIONAL DE PROTECTION RADIOLOGIQUE:

RECOMMANDATIONS

DEBATS CONTRADICTOIRES ET POLEMIQUES

RADIOPROTECTION

• CIPR : assurer un niveau de protection adéquate pour l’homme, sans pénaliser indûment les pratiques bénéfiques

• Notion de risque et de bénéfice attendu

Une double contrainte

• Législative : Euratom 97/43 article 9 – Décret du 2003-270 du 24 mars 2003

• Les professionnels pratiquant des actes de radiodiagnostic…

exposant les personnes à des rayonnements ionisants…

doivent bénéficier, d'une formation, initiale, relative àla protection des personnes exposées à des fins

médicales (article 1333-11 du code de la santé publique)

• Ethique et médiatique :– Scientifiqyue

• Lancet 2004• NYJM 2009

– Publique• USA Today 22 janv 2001• Washington post 17 sept 2002• internet

Radioprotection des patients : une obligation

légale• Nombreux textes :

– Directive 97/43 euratom, Ordonnance 2001-270 28 mars 2001

– Code de Santé Publique : section 6 du livre 1, titre 1, chap V-I

• Principe d’optimisation : article R. 1333.71 du CSP• Principe de justification des actes : articles 1333- 56 et 1333-70 du

CSP

• Ces textes rendent désormais obligatoire pour les professionnels demandant ou réalisant des examens d’imagerie utilisant les rayonnements ionisants l’application des principes fondamentaux de justification et d’optimisation.

• Obligation d’élaboration de guides adaptés– Justification « Guide du bon usage des examens

d’imagerie médicale »– d’optimisation «  Guides de procédures  »

QUELLE DOSE ?

QUEL RISQUE ?

GERER LE RISQUE

Quelle dose ?• Dose absorbée par la matière inerte : Gray

– Dose entrée, PDS et dose organe

• Effets sur matière vivante : Sievert : Sv dose équivalente et dose efficace– Nature du rayonnement

Facteur de conversion : FQ Rayons X = 1dose équivalente = dose absorbée x FQ

mSv = mGy x 1– Tissus irradiés : facteur biologique

• Dose efficace

•

DOSE EFFICACE

• Grandeurs « non mesurables »• exprimées en SIEVERTS (mSv)• Concepts introduits en radiobiologie et

radioprotection pour quantifier les effets d ’une irradiation sur des tissus biologiques

• Ces doses sont calculées à partir des doses physiques en utilisant des facteurs de pondération « consensuels »…donc susceptibles d ’évoluer.

Dose efficace : reflet du risque

Somme des doses équivalents reçues par chaque organe : mSv

TISSU OU ORGANE

CIPR 26 CIPR 60 CIPR 92

Gonades 0.25 0.20 0.05

Moelle osseuse 0.12 0.12 0.12

Colon - 0.12 0.12

Poumon 0.12 0.12 0.12

Estomac - 0.12 0.12

Vessie - 0.05 0.05

Seins 0.15 0.05 0.12

Foie - 0.05 0.05

Œsophage - 0.05 0.05

Thyroïde 0.03 0.05 0.05

Peau - 0.01 0.01

Surface osseuse 0.03 0.01 0.01

Autres tissus ou organes

(ensemble)

0.30 0.05 0.10

Varie dans le temps !

IRRADIATION NATURELLE ET ARTIFICIELLE

• IRRADIATION NATURELLE : 2,4 mSv / an– radon (1,2 mSv/an)– tellurique– Cosmique

• IRRADIATION ARTIFICIELLE : 1,2 à 2 mSvDomaine des basses doses (inf à

100 mSv)– Médicale : 1 à 1,8 mSv / an– Nucléaire civil : 0,2 mSv / an

Dose d'irradiationÉquivalent irradiation

naturelle

1 mSv 6 mois

40 µSv une semaine

5 µSv un jour

0,25 µSv une heure

Dose d'irradiationÉquivalent irradiation

naturelle

1 mSv 6 mois

40 µSv une semaine

5 µSv un jour

0,25 µSv une heure

VARIATIONS de l’IRRADIATION

NATURELLE• France : 1,5 à 6 mSv par an• Monde : 1,5 à 80 mSv par an

ARTIFICIELLE : niveau d’industrialisation – France : près de 70 millions d’actes par an– USA : environ 70 millions de scanners/an

Variation de la dosedélivrée

• Selon type d’examen– Scanner et scintigraphie 75% de la

dose aux USA– Fazel R et coll. : N Engl J Med 2009; 361: 849-857.

• Au cours d’un même type d’examen– Selon la pathologie recherchée– Selon le patient– Selon la pratique locale

Doses délivrées en radiologie : variations

importantes• D’un examen a l’autre :

facteur 500

• D’un service a l’autre :TDM 2008 USA facteur 13

RADIODIAGNOSTIC mSv MEDECINE NUCLEAIREscanner abdomen -5 à 20 - cœur 201Tl

tumeurs 18FDGscanner thorax

lavement baryté-3 à 10 -

cerveau 99mTc HMPAO

urographie transit gastrointestinal

rachis lombaire 2 clichés

abdomen

pelvis

- 5 -

- 1 -

foie 99m Tc HIDA cœur 99mTc MIBI squelette 99m Tc phosphonate

reins 99mTc MAG3 poumons 99m Tc microsphères

rachis dorsal 2 clichés thyroïde 99m Tc pertechnetate

crâne 2 clichés

- 0,5 - reins 99mTc DMSA reins 123I hippuran

thorax 2 clichés - 0,1 - test de Schilling 57Co vit. B12 clairance 51 Cr EDTA

d'après Hänscheid et al. Kursus der Nuklearmedizin, http://www.uni -wuerzburg.de/kursus/Grundlagen.htm

RADIODIAGNOSTIC mSv MEDECINE NUCLEAIREscanner abdomen -5 à 20 - cœur 201Tl

tumeurs 18FDGscanner thorax

lavement baryté-3 à 10 -

cerveau 99mTc HMPAO

urographie transit gastrointestinal

rachis lombaire 2 clichés

abdomen

pelvis

- 5 -

- 1 -

foie 99m Tc HIDA cœur 99mTc MIBI squelette 99m Tc phosphonate

reins 99mTc MAG3 poumons 99m Tc microsphères

rachis dorsal 2 clichés thyroïde 99m Tc pertechnetate

crâne 2 clichés

- 0,5 - reins 99mTc DMSA reins 123I hippuran

thorax 2 clichés - 0,1 - test de Schilling 57Co vit. B12 clairance 51 Cr EDTA

d'après Hänscheid et al. Kursus der Nuklearmedizin, http://www.uni -wuerzburg.de/kursus/Grundlagen.htm

Irradiation naturelle

annuelle : 2,4

QUELLE DOSE ?

QUEL RISQUE ?

DIMINUER LE RISQUE

Peut-on évaluer le risque radique?

• Il n’existe aucune preuve épidémiologique certaine de cancer radio-induit dans le domaine concerné des basses doses– Tant pour l’imagerie diagnostique – que pour les zones d’EN maximum

• Cancer du sein et exposition médicale ?– Surveillance tuberculose (dose glande mammaire 0,79 à 2,1 Gy)

– Surveillance de scoliose (dose à la glande mammaire 0,11 Gy)TUBERCULOSE- Boice JD Jr, Monson RR (1977) Breast cancer in women after repeated fluoroscopic examinations of the chest. J Natl Cancer Inst 59:823–832- Howe GR, Miller AB, Sherman GJ (1982) Breast cancer mortality following fluoroscopic irradiation in a cohort of tuberculosis patients. Cancer Detect Prev 5:175–178- Howe GR, McLaughlin J (1996) Breast cancer mortality between 1950 and 1987 after exposure to fractionated moderate-dose-rate ionizing radiation in the Canadian fluoroscopy cohort study and a comparison with breast cancer mortality in the atomic bomb survivors study. Radiat Res 145:694–707- Miller AB, Howe GR, Sherman GJ, et al (1989) Mortality frombreast cancer after irradiation during fluoroscopic examinations in patients being treated for tuberculosis. N Engl J Med 321:1285–1289SCOLIOSE- Morin Doody M, Lonstein JE, Stovall M, et al (2000) Breast cancer mortality after diagnostic radiography: findings from the U.S. Scoliosis Cohort Study. Spine 25:2052–2063

Peut-on évaluer le risque radique ?

• IMAGERIE MEDICALE : DOMAINE DES BASSES DOSES

Les règles des hautes doses sont-elles applicables aux irradiations basses doses ?

•LE RISQUE RADIQUE : EPIDEMIOLOGIE des HAUTES DOSES

Risque radique au cours des irradiations hautes doses

2 types d’effets proportionnels à la dose

• Dans leur gravite : atteinte déterministe

• Dans leur risque d’apparition : stochastique

Effets déterministes• Gravite proportionnelle a la dose• Constants au dessus d’un seuil• Généralement réversibles• Tissus les plus fragiles :

•Peau, cristallin•Tube digestif, poumons•Cellules hematopoietiques

• Exceptionnels en imagerie médicale– Jadis : les mains des radiologues

……et des chirurgiens – Aujourd’hui : la peau et les cheveux des

patients de radiologie interventionnelle et TDM…

Effets stochastiques, aléatoiresloi du «tout ou rien»

• Fréquence proportionnelle a la dose• Gravite indépendante de la dose• Apparition retardée • Notion de seuil ?

– Pas d’effet rapporté au dessous de 100 mSv

– Principe de précaution pas de seuil

Effets cancérigènesLymphomes? LeucemieCancers sein, thyroide, os ....

Effets génétiques : mutations

Probabilité du risque

Dose100 mSv

Extrapolation linéaire du risque de cancers sans

seuil• Il ne s'agit pas d’une probabilité d’apparition de détriment

mais plutôt d’une probabilité maximale du risque

Effet potentiel des faibles doses :

• Définition d’une faible dose : inférieure à 100 mSv

• Hypothèse d’une relation linéaire sans seuil – Ne pas tenir compte de l’absence de preuve

épidémiologique– Calculer en extrapolant la partie linéaire de

la courbe vers son origine

Modèle délibérément pessimiste afin :– De ne pas sous estimer le risque– D’établir une quantification qui permet des

comparaisons en santé publique– De définir une réglementation

Principe de précaution

L’expression du risque

• Un risque théorique, faible mais qui ne peut être négligé

• Les avis et publications divergent– Les optimistes : risque/bénéfices– Les comptables : principe de

précaution

Evaluation du risque• Lié au nombre d’examen• Lié à la dose délivrée par l’examen • Modèle mathématique• Approche « globale »

– Risque de cancer évalué à 5% pour une dose de 1 Sv

– Approche ciblée tenant compte de• La région anatomique : sensibilité tissulaire• Sexe : risque plus fort chez la la femme (sein)• L’Âge du patient : le risque diminue avec l’âge

– Sensibilité tissulaire– Durée de vie restante

• Le risque diminue avec l’âge : • Multiples facteurs

– Volume plus petit– Tissus plus fragiles

• Proportion de cellules jeunes plus important• Organisme en croissance

– Espérance de vie plus longue

• Sous estimation de la dose

UNE ATTENTION PARTICULIÈRE en PEDIATRIE

Sodikson Radiology april 2009

Que dit la littérature?3 exemples

1. Approche globale de la population

2. Analyse ciblée d’une « pratique »

3. Risque lié à la répétition des actes

Dans les pays industrialisés le risque cumulatif de cancer est majoré de 0,6 % du fait de la radiologie (RU : 7OO/ans)

• Apparition tardive– Colon– Vessie– leucoses

Lancet : janvier 2004 Amy Berrington

Pratique des années 90

Exem

ple

1

• A partir – D’un modèle mathématique :

• risque de cancer dans 5% des cas après une irradiation de 1Sv

– 10 mSv par examen– 60 millions d’examens

• Résultat : 29000 cancers induits par les seuls TDM de 2007– Soit 2% des 1,4 M de cancer diagnostiqués/an aux

USA

• De 1990 à 2007 le taux de cancers induits X4 !– serait passé de 0.5 à 2 % du fait du TDM

Evaluation du nombre supposé de cancers induits en 2007 par le scanner aux USA

Amy Berrington Intern Med. 2009;169(22

• 4 établissements de Californie – 1120 scanners consécutifs

• Résultat– Doses délivrées

•Dose varie de 1 à 13 pour un même type d’examen

•En majorité au dessus des recommandations

– Dose médiane : • tête 2 mSv, •Abdo multiphase : 31 mSv

Evaluation des doses en TDM et risque de cancers

induitsRadiation Dose Associated With Common Computed Tomography Examinations and the Associated Lifetime Attributable Risk of Cancer

Rebecca Smith-Bindman Arch Intern Med. 2009;169(22):2078-2086

Exemple 2

Smith-Bindman Arch Intern Med. 2009

• Risque de cancer induit par TDM chez une femme de 40 ans – 1 pour 8000 TDM Crâne– 1 pour 870 TDM abdo – 1 pour 750 TDM thorax– 1 pour 450 TDM abdo multiphase– 1 pour 270 TDM coroscanner

Evaluation du risque en TDM

Smith-Bindman Arch Intern Med. 2009

Risque lié à la répétition d’examens chez un même patient

A Sodickson Radiology, avril 2009

Etude : 31500 patients ayant un TDM en 2007Recensement de tous les TDM (190 700) de

cette population dans les 22 ans précédents

Exem

ple 3

Etude : 31500 patients ayant un TDM en 2007Recensement de tous les TDM (190 700) de

cette population dans les 22 ans précédents • Sur une période de 22 ans

– 1/3 a eu plus de 5 scanners– 5% a eu plus de 22 scanners– 1% a eu au moins 40 scanners

Nbre total CT

Median 3

Mean 6.1

99th Percent 38

Maxim 132

Sodikson Radiology april 2009

Risque de cancer• Moyenne 0.2% médiane 0.08 %

• 7% dépasse un risque de 1%

• 1% dépassent un risque de 2.6%

6.712.01375132Maximum

1.62.73993899th Percentile

0.20.354.36.1Mean

0.080.13243Median

LAR of CancerMortality (%)

LAR of CancerIncidence (%)

Cumulative EffectDose (mSv)

Cumulative CTExamination

6.712.01375132Maximum

1.62.73993899th Percentile

0.20.354.36.1Mean

0.080.13243Median

LAR of CancerMortality (%)

LAR of CancerIncidence (%)

Cumulative EffectDose (mSv)

Cumulative CTExamination

Sodikson Radiology april 2009

0Extremity

15Abdomen, pelvis, lumbar spine

7.5Pelvis alone (no abdomen)

7.5Abdomen alone (no pelvis)

8Chest, pulmonary embolus, thoracic spine

2Cervical spine, neck

2Head, face

Effective Dose CT (mSv)

Covered Anatomy

CT Effective Dose Estimates Based on Anatomic Coverage Region

0Extremity

15Abdomen, pelvis, lumbar spine

7.5Pelvis alone (no abdomen)

7.5Abdomen alone (no pelvis)

8Chest, pulmonary embolus, thoracic spine

2Cervical spine, neck

2Head, face

Effective Dose CT (mSv)

Covered Anatomy

CT Effective Dose Estimates Based on Anatomic Coverage Region

Sodikson Radiology april 2009

Que tirer de ces exemples ?

• 1° / L’irradiation des patients augmente du fait de nos pratiques médicales

• 2° / Nous sommes dans le domaine du Principe de précaution– Identification d’un risque supposé– Application d’un modèle volontairement pessimiste– Pour définir des règles et recommandations

• Voire des indemnisations

• La question : le risque est-il surévalué ?

La relation dose-effet et l’estimation des effets cancérogènes des faibles doses de rayonnements ionisants

Académie des Sciences - Académie nationale de Médecine

11 mars 2005• L’utilisation de la RLSS aboutit à une

surestimation des risques des examens radiologiques

• Le principe de précaution ne doit pas se faire au détriment d’une prise en charge optimale du patient

www.academie-sciences.fr

Mise en cause du modèle• L’hypothèse de linéarité sans seuil …

– n’est pas un modèle validé par des données scientifiques

– ni une véritable « estimation » d’un risque, mais un indicateur réglementaire,

• Son utilisation pourrait conduire, à cause d’un risque hypothétique et peu plausible à faire renoncer à des examens utiles

www.academie-sciences.fr

Réflexions et propositions

• « Il est impossible de bannir tous les risques dans une société et il est nécessaire de les hiérarchiser et d’évaluer le coût et les bénéfices  »

• « Sur le plan pratique (radiodiagnostic) les principaux efforts sur les examens délivrant plus de 5 mSv, surtout s’il s’agit d’enfants »

www.academie-sciences.fr

QUELLE DOSE ?

QUEL RISQUE ?

DIMINUER LE RISQUE

QUE FAIRE ?

• Ne plus faire d’examens ?Sûrement pas ! Équilibre : risque /

bénéfice

• Modifier nos pratiques !!Appliquer les règles de radioprotection

– Justification– Substitution– Optimisation

RESPONSABILITE MEDICALE

• Justification• Substitution• Information• Optimisation• Contrôle de

qualité• information

Le demandeur d’examen

Le Radiologue

RADIOPROTECTION : DIMINUTION DU RISQUE

RADIQUE• JUSTIFICATION DES ACTES

– PERTINENCE DES PRESCRIPTIONS– NOTION DE RISQUE / BENEFICE– CONSENSUS ET PROTOCOLES PREETABLIS

TANT A LA PHASE DIAGNOSTIQUE QUE DANS LE SUIVI

• SUBSTITUTION DES ACTES– MOINS IRRADIANT – NON IRRADIANT : IRM / ECHOGRAPHIE

à bénéfice diagnostique équivalent

• OPTIMISATION DES ACTES

COMPETENCE DES EQUIPES …. ACCES AUX EQUIPEMENTS ….

le « Guide du bon usage des examens d’imagerie médicale »

• Réduire l’exposition des patients par– suppression des examens d’imagerie non justifiés :

contrôle de la justification

– l’utilisation préférentielle des techniques non irradiantes : inciter à la substitution

• Améliorer les pratiques cliniques par la rationalisation des indications des examens d’imagerie

• Servir de référentiel pour les audits cliniques 

Les objectifs du “Guide“

Mise en pratique des principes de justification et substitution.

Destiné à tous les professionnels de santé habilités à demander ou à réaliser des examens d’imagerie médicale.

“ toute exposition d’une personne à des rayonnements ionisants dans un but diagnostique…doit faire l’objet d’une analyse préalable permettant de s’assurer que cette exposition présente un avantage médical direct suffisant au regard du risque qu’elle peut présenter et qu’aucune autre technique d’efficacité comparable comportant de moindres risques ou dépourvue d’un tel risque n’est disponible ”. article R. 1333.56 CSP

DEFINITION

• Un examen utile est un examen dont le résultat — positif ou négatif — modifiera la prise en charge du patient ou confortera le diagnostic du clinicien.

Qui est responsable ?

• les praticiens restent les premiers responsables de la justification des actes qu’ils demandent ou qu’ils réalisent.

• Cette responsabilité du choix final de la technique est donnée au médecin réalisateur de l’acte, même en cas de désaccord avec le praticien demandeur (article R.1333.57 du CSP)

Le défaut de fermeture des arcs postérieurs est une variante radiologique fréquente et peu significative si elle est isolée (même avec une énurésie). Elle ne justifie des examens complémentaires (Voir 12 M) que lorsque des signes neurologiques sont associés.

Indiqué seulement dans des

cas particulier

s [B]

Imagerie Spina-bifida

occulta L5 ou S1

11 M

0L’IRM montre les anomalies rachidiennes, discales, médullaires.

Examen spécialisé [B]

IRM

IILa scintigraphie osseuse est utile lorsque la douleur persiste et que les radiographies sont normales ou en cas de scoliose douloureuse.

Examen spécialisé

[B]

Scintigraphie

ILa radiographie est surtout contributive en cas de douleur localisée et de raideur associée.

Indiqué [B]

RS Douleur rachidien

ne 10 M

ILa déviation du cou est souvent due à une contracture sans lésion osseuse. Si les symptômes persistent, d’autres techniques d’imagerie sont indiquées (TDM ou IRM) après consultation spécialisée.

Non indiqué

[B]

RS (rachis cervical)

Torticolis sans

traumatisme

09 M

Le contrôle de la justification Le contrôle de la justification passe par l’existence d’une passe par l’existence d’une demande formuléedemande formulée dans les dans les

formesformesDécret n° 2003-270 du 24 mars 2003 et Code de la Décret n° 2003-270 du 24 mars 2003 et Code de la

santé publiquesanté publique• Article 1333-66– Pour toute demande d’acte exposant aux

rayonnements ionisants • Echange préalable d'informations écrites entre

le demandeur et le réalisateur de l'acte• Donner au radiologue toutes les informations

nécessaires à la justification de l'exposition

– Formalisation des responsabilités de chacun

? ? ?? ? ?Illisible…Illisible…

Justification dans le Compte Justification dans le Compte rendurendu

Décret n° 2003-270 du 24 mars 2003Décret n° 2003-270 du 24 mars 2003et Code de la santé publiqueet Code de la santé publique

• Article 1333-66– Le médecin réalisateur de l'acte indique sur un

compte-rendu les informations au vu desquellesil a estimé l'acte justifié, les procédures et les opérations réalisées ainsi que toute information utile à l'estimation de la dose reçue par le patient

– Un arrêté du ministre chargé de la santé précise la nature de ces informations

• Publication de cet arrêté : 22 septembre 2006

JUSTIFICATION

• L’expression d’une question clinique– Clairement formulée– Dont la réponse contribue à la décision

médicale

• Un examen dont on connaît le coût/efficacité– Les performances– La pénibilité– Les risques– Le coût financier

JUSTIFICATION

• Responsabilité du clinicien et du radiologue

• Bonnes pratiques : consensus et information– Céphalées, – sinusites– appendicites

• Compétence du radiologue !

Radiographies du crâne Traumatismes de la voûte :

• Publications– 1. Harwood Nash (1971) et Masters (1987)

• Consensus– urgentistes, neurochirurgiens,

radiologues, légistes.• Information:

– internes, – des médecins traitants, – des familles

Evolution du nombre de scanners sur la même période ?

Limiter les incidences : exemple du rachis entier

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

Face Profil

PDS Modification des protocoles en fonction de l’indication

Le profil est t-il nécessaire?

LA SUBSTITUTION

L’examen demandé peut-il être remplacé par un examen non irradiant ?

• Performances égales ?• Disponibilité ?• Coût ?• Risques et inconvénients respectifs

?

IRM et ECHOGRAPHIE

SUBSTITUTION :

• IRM : accès– Nombre de machine– Difficultés pédiatriques :

•coopération, sédation

• Échographie :– Compétence– Temps médical

conclusion

• Devant un risque stochastique théorique– Dont dont l’évaluation est volontairement

pessimiste par « précaution »

• Le radiologue à l’obligation légale et éthique d’appliquer les règles de la radioprotection

– Justification– substitution