Les tenants et aboutissants de la technique des rayons X et de la dose de rayonnement dans le monde numérique
Chaque entreprise de radiographie numérique (RD) fournit un tableau de techniques avec ses panels. Ces prescriptions radiologiques ont évolué au fil du temps, depuis l'époque des films, et les panels RD ont gagné en sensibilité. L'entreprise de RD a probablement consacré beaucoup de temps à tester et optimiser ces techniques afin d'obtenir la meilleure qualité d'image pour ses panels. Mais que sont ces boutons (kVp et mAs) et quel est leur impact sur la qualité d'image pour différentes espèces et tailles de patients ? Et quelles sont leurs implications sur la dose administrée au patient, au personnel et au panel ?
- 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 sous une tension élevée et en les bombardant sur une cible en métal lourd (généralement du tungstène). L'énergie de ces électrons percutés est convertie en un spectre de rayons X.
Cela se produit à l'intérieur d'un tube à rayons X. Le réglage « kVp » bien connu 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 l'on appelle kVp (kV pour kilovolts et p pour crête). Elle détermine l'énergie maximale des électrons lorsqu'ils entrent en collision avec la cible anodique, et donc 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).
Cependant, tous les rayons X n'ont pas cette énergie maximale. En fait, la plupart ne l'ont pas. Le spectre des rayons X produits s'étend de 0 à un maximum correspondant au réglage kVp. L'énergie moyenne des rayons X n'est que d'environ 1/3 à 1/2 du kVp, incluant une filtration interne des rayons X de très faible énergie. Au final, le réglage kVp détermine le profil énergétique des rayons X, ce qui nous intéresse le plus.
Ce profil énergétique est important car il détermine la pénétration globale des rayons X. Pour les besoins de cet article, il suffit de préciser que les rayons X de plus haute énergie sont moins susceptibles d'être absorbés et pénètrent donc plus profondément dans les tissus.
Le courant (milliampères, mA) désigne simplement le nombre d'électrons utilisés par temps d'exposition dans l'ensemble du processus (c'est-à-dire la durée, en millisecondes, pendant laquelle le kVp est actif, reliant la cathode à l'anode). Le produit du courant (mA) par le temps d'exposition (secondes) est le mAs, qui correspond au 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 vous apprêtez à prendre, vous inciterait 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 variations progressives de kVp en fonction de l'épaisseur du patient. Par exemple, une variation 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 étudiée. À titre d'exemple, une technique thoracique utilisait une plage de kVp relativement élevée avec un mAs relativement faible (par exemple, 80 à 110 kVp et 3 mAs), nécessaire pour améliorer 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 et d'obtenir des détails osseux fins. Les techniques abdominales se situaient dans les plages intermédiaires 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. Leur non-respect a entraîné de nombreuses reprises, au prix d'une gestion inefficace du temps et d'une exposition accrue des patients et du personnel aux rayons X.
La radiologie numérique actuelle a considérablement simplifié ce processus tout en produisant des images diagnostiques cohérentes et de qualité supérieure. En effet, les systèmes DR les plus modernes, dotés de nouveaux panels plus sensibles, ont regroupé leurs tableaux de techniques pour regrouper la plupart des options anatomiques en deux catégories seulement : crâne/extrémités (c'est-à-dire les plus petites anatomies entourées d'air) et « tout le reste ». Il suffit ensuite d'adapter légèrement la technique à mesure que la taille du patient (généralement pondérée par son poids) augmente.
Dose pour les patients et le personnel
La dose est un calcul délicat sans faire de nombreuses hypothèses sur la distance entre l'appareil à rayons X, le patient et le détecteur. Mais en règle générale, la dose au patient est quadratiquement proportionnelle au réglage kVp et linéairement proportionnelle au réglage mAs. Attendez ! Quoi ? En anglais, s'il vous plaît ! Commençons par les mAs, car leur 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 201 TP71T en kVp (par exemple, de 100 à 120 kVp) augmente la dose d'environ 441 TP71T.
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 en mAs varient de 2 à plus de 30 (1500%). Un premier test pour comparer deux techniques différentes et déterminer laquelle génère une dose plus élevée 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 une dose 42% en moins.
La dose de rayonnement diffusé reçue par votre personnel est proportionnelle à la dose administrée au patient, mais inférieure de plusieurs ordres de grandeur. Ainsi, une technique de radiographie légèrement plus élevée produira un rayonnement diffusé légèrement plus important de la part du patient (et potentiellement de 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 éviter à votre personnel en appliquant des protocoles de radioprotection de base.
Sensibilité du panneau DR
Les panneaux DR ont évolué au cours des 15 dernières années, avec de meilleurs scintillateurs, une électronique plus performante et un traitement d'image plus avancé. Cela a permis de mettre au point des techniques d'exposition permettant une réduction notable des mA. Malheureusement, ce n'est pas le cas pour le kVp, car il faut toujours pénétrer la hanche d'un Rottweiler de 43 kg comme il y a 15 ans.
Les tableaux techniques constituent également un excellent outil de comparaison pour évaluer les performances d'un fabricant au fil du temps (à mesure que sa technologie évolue) et entre fabricants. De nos jours, de nombreuses ressources marketing sont consacrées à la promotion de la « faible dose ». Mais si les techniques de radiographie n'évoluent 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 complexes et exigeants est révolue. L'avènement et le perfectionnement continu de la radiographie numérique ont permis d'obtenir des images diagnostiques extrêmement reproductibles, produites avec moins de mA et, par conséquent, une exposition réduite aux rayonnements pour les patients et le personnel.
