Les tenants et aboutissants de la technique des rayons X et de la dose de rayonnement dans le monde numérique

Chaque société de radiographie numérique (DR) fournit un tableau de techniques avec ses panneaux. Ces prescriptions de rayons X ont évolué au fil du temps depuis l'époque du film et les panneaux DR ont évolué pour devenir plus sensibles. Très probablement, la société DR a passé beaucoup de temps à tester et à optimiser ces techniques pour fournir la meilleure qualité d'image pour ses panneaux. Mais que SONT ces boutons (kVp et mAs) et que font-ils à votre qualité d'image pour une variété d'espèces et de tailles de patients ? Et quelles sont les implications sur la dose du patient, la dose du personnel et la dose du panneau ?
- Les rayons X et comment ils sont produits
- Tourner les boutons : kVp et mAs
- Dose pour les patients et le personnel
- Sensibilité du panneau DR
Les rayons X et comment ils sont produits
En termes simples, les rayons X diagnostiques sont produits en accélérant des électrons à haute tension et en les bombardant sur une cible en métal lourd (généralement du tungstène). L'énergie de ces électrons qui s'écrasent est convertie en un spectre de rayons X.
Cela se produit à l’intérieur d’un tube à rayons X. Le réglage familier « kVp » est ce qui contrôle cette haute tension et l’énergie résultante des rayons X produits.
La valeur de crête de cette tension élevée entre la cathode et l'anode est ce que nous appelons kVp (kV signifie kilovolts et p signifie crête). Cela détermine l'énergie maximale des électrons lorsqu'ils entrent en collision avec la cible de l'anode, et par conséquent l'énergie maximale des rayons X produits. Ainsi, pour un tube de 90 kVp, l'énergie maximale des rayons X produits est de 90 keV (kiloélectronvolts).
Mais tous les rayons X n'ont pas cette énergie maximale. En fait, la plupart d'entre eux ne l'ont pas. Le spectre des rayons X produits s'étend de 0 à un maximum de la valeur du paramètre kVp. L'énergie moyenne des rayons X n'est que d'environ 1/3 à 1/2 du paramètre kVp, y compris une certaine filtration interne des rayons X de très faible énergie. En fin de compte, le paramètre kVp détermine le profil énergétique des rayons X, ce qui est vraiment ce qui nous intéresse le plus.
Ce profil énergétique est important car il détermine la pénétration globale des rayons X. Dans le cadre de cet article, il suffit de dire que les rayons X à haute énergie sont moins susceptibles d'être absorbés et pénètrent donc plus profondément dans les tissus.
Le courant (milliampères, mA) fait simplement référence au nombre d'électrons utilisés par temps d'exposition dans l'ensemble de ce processus (c'est-à-dire la durée, en millisecondes, pendant laquelle le kVp est allumé, reliant la cathode à l'anode). Le produit du courant (mA) et du temps d'exposition (secondes) est le mAs bien connu et se traduit par le nombre de rayons X produits par seconde. Pour un temps d'exposition donné, le mAs (courant multiplié par le temps) fournit la quantité de rayons X utilisée pendant cette exposition.
Tourner les boutons : kVp et mAs
Alors, qu'est-ce qui, dans l'image radiographique que vous êtes sur le point de prendre, vous amène à augmenter ou à diminuer l'un ou l'autre de ces paramètres ? La réponse est la taille du patient et la partie du corps concernée (thorax, abdomen ou système musculo-squelettique).
À l'époque de la radiographie sur film, des tableaux techniques détaillés étaient nécessaires pour produire des expositions radiographiques cohérentes d'un patient à l'autre et d'une partie du corps à l'autre. Ces tableaux techniques imposaient des changements incrémentiels de kVp en fonction de l'épaisseur du patient. Par exemple, un changement de 2 à 4 kVp était nécessaire pour chaque centimètre (cm) d'épaisseur. De plus, la plage de kVp utilisée dépendait de la partie du corps concernée. À titre d'exemple, une technique thoracique utiliserait une plage de kVp relativement élevée avec un mAs relativement faible (par exemple, 80 à 110 kVp et 3 mAs), nécessaire pour augmenter la visibilité des vaisseaux sanguins pulmonaires. La radiographie osseuse se situait à l'autre extrémité du spectre des kVp et des mAs (par exemple, 50 à 70 kVp et 10 à 15 mAs), permettant d'absorber davantage de rayons X moins énergétiques, produisant ainsi des détails osseux fins. Les techniques abdominales se situaient dans les plages moyennes pour les kVp et les mAs.
Le message à retenir est que des techniques d'exposition assez précises étaient nécessaires pour produire des radiographies de qualité constante. Le non-respect de ces techniques a entraîné de nombreuses reprises, au prix d'une utilisation inefficace du temps et d'une exposition accrue des patients et du personnel aux rayons X.
Le monde de la radiologie numérique d'aujourd'hui a complètement simplifié ce processus tout en produisant des images diagnostiques cohérentes et de qualité supérieure. En fait, les systèmes DR les plus modernes, dotés de nouveaux panneaux plus sensibles, ont consolidé leurs tableaux de techniques pour regrouper la plupart des options anatomiques en deux catégories seulement : crâne/extrémités (c'est-à-dire la plus petite des anatomies entourées d'air) et « tout le reste ». Il suffit ensuite d'augmenter légèrement la technique à mesure que la taille du patient (généralement généralisée par le poids) augmente.
Dose pour les patients et le personnel
La dose est une chose délicate à calculer sans faire beaucoup d'hypothèses sur la distance entre l'appareil à rayons X et le patient et le détecteur. Mais une bonne règle empirique est que la dose au patient est proportionnelle au carré du réglage kVp et proportionnelle au linéaire au réglage mAs. Attendez ! Quoi !? En anglais s'il vous plaît !! Commençons par mAs car sa nature quantitative devrait être très intuitive. Si vous doublez le nombre de rayons X utilisés (rappelez-vous que c'est ce que représente mAs), vous doublez la dose au patient. C'est simple. Mais pour le réglage kVp, la dose au patient augmente avec le carré de kVp : une augmentation de 20% en kVp (disons, de 100 à 120 kVp) augmente la dose d'environ 44%.
Ainsi, bien que la dose soit plus sensible aux variations de kVp, la plage de kVp utilisée ne varie que d'environ 80 à 120 kVp (~50%), tandis que les valeurs mAs varient de 2 à plus de 30 (1500%). Un tout premier contrôle de niveau pour comparer deux techniques différentes utilisées pour voir laquelle crée une dose plus importante est le suivant :
Rapport de dose de la technique A à B = (kVp_A/kVp_B)^2 x (mAs_A/mAs_B)
Exemple:
Technique A : 100 kVp à 5 mAs (technique typique pour un réglage d'abdomen large)
Technique B : 89 kVp à 15 mAs (un exemple de technique d'un autre fabricant)
Rapport de dose de A à B = (100/89)^2 x (5/15) = 42%, ce qui signifie que la technique A a produit 42% de dose en moins.
La dose sous forme de rayonnement diffusé à votre personnel est proportionnelle à la dose administrée au patient, mais inférieure de plusieurs ordres de grandeur. Donc oui, une technique de rayons X légèrement plus élevée fournira un rayonnement diffusé légèrement plus important du patient (et potentiellement à votre personnel). Mais tout radiologue (ou responsable de la radioprotection) vous dira que rien de tout cela n'est comparable à la dose que vous pouvez épargner à votre personnel en appliquant des protocoles de base de radioprotection.
Sensibilité du panneau DR
Les panneaux DR ont évolué au cours des 15 dernières années avec de meilleurs scintillateurs, une électronique plus efficace et un traitement d'image plus avancé. Cela a donné lieu à des techniques d'exposition qui permettent une réduction notable des mAs. Malheureusement, ce n'est pas le cas pour le kVp, car il faut toujours pénétrer la même hanche de Rottweiler de 95 lb comme il y a 15 ans.
Les tableaux techniques constituent également un bon outil de comparaison pour évaluer les performances d’un fabricant au fil du temps (au fur et à mesure que sa technologie évolue) ainsi qu’entre les fabricants. De nos jours, de nombreuses ressources marketing sont consacrées à un message de « faible dose ». Mais si les techniques de radiographie ne changent pas en conséquence, vous ne réalisez pas le véritable avantage des produits à haute sensibilité et à faible dose.
Conclusion
Le potentiel kilovolt (kVp) et les mA sont familiers à tous les vétérinaires et restent la base de la formation d'images radiographiques. Heureusement, l'époque des tableaux techniques compliqués et exigeants est révolue. L'avènement et le perfectionnement continu de la radiographie numérique ont conduit à des images diagnostiques extrêmement reproductibles, produites en utilisant moins de mA et en même temps une exposition réduite aux rayonnements pour les patients et le personnel.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]