imagerie
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Imagerie sectionnelle et radioprotection : intérêt du cone beam Dr Frédéric Philippart - 145 avenue de Malakoff 75116 Paris Les obligations de formation continue des professionnels de santé
quantité d’énergie absorbée par la matière (exprimée en Gy) et de
en matière de radioprotection, la transcription dans la législation
la qualité du rayonnement. L’irradiation par 1 gray de rayon alpha
nationale des directives européennes sur la radioprotection, font de
ne produit pas les mêmes effets biologiques que l’irradiation par 1
cette dernière un sujet d’actualité et nous amènent à optimiser
gray de rayon X !
notre action et notre réflexion en la matière.
La dose équivalente s’obtient en multipliant la dose absorbée (Gy)
Le développement des indications de l’imagerie sectionnelle et l’en-
par un facteur de pondération radiologique propre à chaque
trée dans les cabinets de nouveaux appareils type Cone Beam ,
rayonnement.
place plus que jamais l’odontologiste au cœur du dispositif de
La dose équivalente s’exprime en sievert (Sv)
radioprotection.
Ce facteur de pondération radiologique est de 1 pour les rayons X et à titre d’exemple est de 20 pour les particules alpha. Ainsi en radiodiagnostic une dose absorbée de 1 Gy correspond à
LA
une dose équivalente de 1 Sv.
RÉGLEMENTATION
La récente réglementation concernant les patients soumis à des radiations ionisantes à des fins médicales (décret n°2002-460 du
La dose efficace
24 mars 2003 ) dérivée de la directive européenne EURATOM
La dose efficace permet d’introduire la notion de susceptibilité
97/43 (1) impose trois principes aux chirurgiens-dentistes et aux
des tissus aux effets radio-induits et exprime ainsi le risque spé-
radiologues :
cifique à chaque organe résultant de son exposition aux rayonnements.
Principe de justification de la dose
La dose efficace est la somme de toutes les doses équivalentes (Sv)
Toute exposition aux rayonnements ionisants doit être justifiée par
reçues par les différents organes, chaque dose étant multipliée par
les avantages que procure l’activité qui entraîne l ’exposition ; le
un facteur de pondération tissulaire.
bénéfice escompté doit être supérieur au risque supposé.
La dose efficace s’exprime en sievert (Sv) Le facteur de pondération tissulaire dépend de la susceptibilité tis-
Principe d’optimisation de la dose
sulaire de chaque organe face aux cancers radio-induits et aux
Les chirurgiens-dentistes comme les radiologues choisissent l’acte
effets héréditaires (tableau 1)
radiologique le moins irradiant en fonction du diagnostic désiré : pour un même objectif, il convient de choisir l’examen complémentaire le moins irradiant.
Principe de limitation de la dose Toute exposition aux rayonnements ionisants sera maintenue strictement inférieure aux limites fixées par la réglementation.
Rappel de quelques données théoriques (2)
R APPEL
La dose absorbée
DE QUELQUES DONNÉES PRATIQUES
L’univers contient des éléments radioactifs qui soumettent chaque
C’est l’énergie transmise à l’unité de masse de matière irradiée.
individu à une exposition naturelle.
Elle s’exprime en Grays (Gy). 1 gray correspond à l’absorption
L’irradiation naturelle représente près de 80% de l’irradiation
uniforme de 1 joule d’énergie par kilogrmme de matière.
annuelle reçue par un individu.
Cette dose absorbée est directement liée aux paramètres d’exposi-
En France, un individu est exposé en moyenne à 2,4
tion radiologique et n’est pas utilisable en radioprotection car elle
mSv par an de rayonnements d’origine naturelle et
ne tient pas compte des types de rayonnement émis ni de la nature
1,1 mSv de rayonnements d’origine artificielle liés à
des tissus irradiés.
l’activité humaine.
La dose équivalente
L’exposition naturelle est liée aux :
En prenant en compte la qualité du rayonnement d’une part et la
-
rayonnements cosmiques (soleil, galaxies…) : l’exposition aux
nature du tissu irradié d’autre part, la notion de dose équivalente
rayonnements cosmiques varie avec la latitude et l’altitude.
permet d’introduire la notion de risque biologique.
C’est ainsi qu’il augmente aux pôles et avec l’altitude d’un facteur
En effet, l’effet biologique d’un rayonnement ionisant dépend, de la
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imagerie
-
2 tous les 1500m. Par exemple un vol Paris-Athènes sera à
à un rayonnement ionisant qui, si elle était dépassée, induirait des
l’origine d’une dose équivalente à 10 microSv.
effets connus et d’ampleur prévisible).
Rayonnements telluriques : ils varient en fonction des conditions géologiques locales et trouvent leur origine dans la pré-
On ne peut lui adjoindre qu’une estimation statistique du « risque »
sence d’atomes radioactifs incorporés dans les roches lors de
de voir l’effet se manifester chez un patient. Il existe néanmoins un
leur solidification.
seuil de significativité : une limite au-delà de laquelle le risque est
En France la dose équivalente est variable selon les régions.
considéré comme significatif. Par ailleurs, il n’est pas possible de
Elle est en moyenne de 0,5 mSv/an et peut atteindre 1,5
quantifier une dose pour laquelle un effet donné serait certain de se
mSv/an sur les sols riches en granite que l’on trouve en
manifester — par contre, sa probabilité d’apparition (et donc la
Bretagne, dans le Massif central ou en Corse.
fréquence d’apparition de ce risque) augmente selon la dose reçue, mais de façon aléatoire.
-
sources naturelles d’exposition interne par inhalation ou par
En odontologie le seuil d’apparition des effets déterministes ne peut
ingestion.
être franchi.
En effet l’inhalation de radon, gaz inerte et inodore provenant de la désintégration de l’uranium présent dans la croûte ter-
L’évaluation du risque repose donc sur l’évaluation du risque
restre, est responsable de 50% de l’exposition naturelle.
d’apparition des effets stochastiques qui par définition ne présente
Par ailleurs les radionucléides telluriques naturellement pré-
pas de seuil.
sents dans tous les aliments sont à l’origine d’une exposition Il s’agit donc d’un risque statistique dont le calcul repose sur la
interne par ingestion.
prise en compte de la dose efficace et de la projection pessimiste L’exposition liée à l’activité humaine :
linéaire de la relation dose-effet cancérigène retenue par la com-
Elle est essentiellement médicale et liée à l’intérêt des rayonnements
mission internationale de protection radiologique (CIPR). Le risque
ionisants dans les domaines du radiodiagnostic, de la radiothéra-
d’apparition d’effets héréditaires est considéré comme négligeable
pie et de la médecine nucléaire. La dose efficace annuelle est éva-
en odontologie.
luée en France à 1,1 mSv. L’exposition médicale est principalement liée aux actes de radiodia-
Il faut reconnaître que, en pratique, le praticien peine à
gnostic. Elle est généralement brève et délivre unitairement de
évaluer le risque encouru par son patient à chaque
faibles doses. La dose efficace résulte du nombre élevé d’examens
fois qu’il prescrit un cliché radiologique.
en France (plus de 80 millions d’actes). Le nombre d’examens de radiodiagnostic odontologique
Des données liées à l’âge du patient apportent quelques éléments
en France est d’environ 500 par millier d’individus et génère
de réponse. En effet le risque d’apparition d’effets stochastiques
en moyenne 0,37 mSv/an.
lors d’une radio-exposition est lié à l’age. La radiosensibilité des tissus diminue avec l’age et l’espérance de vie des sujets âgés rend moins probable l’expression de ces effets qui présentent une
L’ IRRADIATION
D ’ ORIGINE ODONTOLOGIQUE
grande période de latence. Par rapport à un individu de 30 ans le
Le praticien doit respecter les trois principes de base des directives
risque stochastique est 3 fois plus élevé pour un enfant de moins de
Européennes sur la radioprotection: justification, optimisation et
10 ans et 3 fois moins élevé pour un individu de plus de 50 ans.
limitation de la dose. L’odontologiste étant souvent son propre prescripteur de cliché, il
Il n’en reste pas moins que au quotidien, il est difficile d’expliquer à
doit être à même de justifier son choix par le meilleur rapport
un patient le principe de calcul du risque théorique maximum d’ap-
bénéfice / risque pour le patient : obtenir la meilleure image
parition d’un cancer létal.
radiodiagnostic avec la dose-patient la plus faible possible. Le risque en matière d’irradiation s’exprime par la proba-
En pratique pour expliciter le risque lié aux rayonne-
bilité d’effets déterministes ou d’effets stochastiques.
ments ionisants, Jean-Michel Foucart (2) propose de comparer
Un effet déterministe est lié à la dose reçue et apparaît en
ce risque à un référentiel connu et compréhensible de tous. Les
général peu de temps après l’irradiation.
doses effectives peuvent ainsi être exprimées en jours d’irradiation
Ainsi, à partir d’un seuil limite de rayonnements sur un tissu
naturelle, en heures de vol aérien, en nombre de cigarettes fumées
donné, l’apparition de l’effet est certaine. Ensuite, l’importance et la
par jour (Tableau 2). Une irradiation naturelle de 2,4 mSv/an cor-
gravité des symptômes augmentent en fonction de la dose reçue.
respond à 6,5 microSv/j. L’irradiation induite par un trajet aérien
Même si les symptômes sont souvent précoces, ils peuvent s’avérer
est comprise entre 2 et 5 microSv et se rapproche de celle d’un
tardifs ou tératogènes. Ils peuvent être généralisés ou localisés et
séjour à la montagne à 3000 mètres d’altitude (3 microSv). Le
résultent de dommages irréparables sur l’ADN causés par une dose
risque induit par la consommation de 1 cigarette par jour corres-
importante d’irradiation ; cela entraîne la mort de nombreuses cel-
pond au risque lié à une dose effective de 4 microSv.
lules. Contrairement à un effet déterministe, un effet stochastique n’est pas lié à un effet de seuil (typiquement, une limite d’exposition
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ficateur de brillance ou capteur plan), du champ de vue ou d’exploration (plus un champ est limité, meilleure est la définition, pour un nombre de pixels donné).
imagerie
Elle semble comparable à celle du scanner mais moins bonne que l’imagerie conventionnelle. - Résolution en densité ou en contraste soit le nombre de nuances de gris (du blanc au noir) que le système permet d’afficher (échelle de niveaux de gris). Elle est inférieure à celle du scanner (16 vs 12 bits). Les techniques cone-beam sont à limiter aux structures denses, telles que l’os et les dents ; l’étude des tissus mous , demandant une plus grande précision restant réservée au scanner. - Contrôle automatique de l’exposition : permet d’adapter la dose émise à l’«opacité» (densité, épaisseur) du sujet, autorisant l’ajustement des doses au patient, surtout utile chez l’enfant.
I NTÉRÊT
DE LA TOMOGRAPHIE VOLUMIQUE À
FAISCEAU CONIQUE OU
C ONE B EAM
- Durée d’exposition : les artéfacts cinétiques, dus aux mouvements du patient lors de la réalisation de l’examen, seront limités, avec
Principe du cone Beam: un faisceau conique effectue une
une durée d’exposition plus courte. Tous les appareils cone beam
seule rotation autour des structures dento-maxillaires. Souvent sur
devraient ainsi comporter un système de contention efficace, du fait
un mode pulsé, les rayons X sont recueillis par un capteur plan à
de la durée relativement longue de l’exposition, comparativement
chaque étape angulaire. De multiples projections planes numéri-
au scanner.
sées sont traitées par un logiciel qui restitue le volume numérisé à
- Type de source de RX, constante ou pulsée. L’exposition effective
partir duquel seront élaborées les reconstructions 2D et 3D.
est réduite avec un faisceau pulsé, ce qui permettrait de limiter la
Les appareils cone beam peuvent offrir une investigation complète
dose irradiante délivrée. En fait, ceci semble plus complexe et une
ou sectorielle des maxillaires. Ils proposent des dimensions de
source continue de rayons serait, pour d’autres, moins irradiante,
champs différents.
car elle éviterait les pics transitoires du mode pulsé.
les grands champs (à partir de 8cm x 14cm) permettent une inves-
- Champ d’exploration (champ de vue) : c’est la largeur de l’image.
tigation à l’échelle des deux maxillaires alors que les investigations
La hauteur d’exploration concourt aussi au volume exploré, dont
sectorielles utiles en endodontie par exemple se satisferont de
dépendent le nombre de structures étudiées mais aussi la dose déli-
champs plus réduits (5cm x 8cm).
vrée. Si un champ limité est suffisant pour les indications courantes
Il est possible aussi de faire varier la résolution spatiale
de l’imagerie 3D (implantologie, rapports de structures incluses),
en fonction du degré de précision que l’on
les bilans orthodontiques et la chirurgie maxillo-faciale exigent des
(définition)
champs plus grands.
recherche.
- Dose efficace (micro Sievert ou µSv) : elle dépend directement des Le principe du scanner repose sur un faisceau collimaté qui
constantes radiologiques, tension (kV), intensité mA) et durée d’ex-
tourne de manière hélicoidale autour du patient grâce au déplace-
position (s) ainsi que du volume exploré. C’est la dose calculée à
ment de la table sur laquelle est allongée le patient.
partir de la dose délivrée (ou absorbée), exprimée en Grays (ou Gy) et tenant compte de la sensibilité relative aux rayons X des tis-
Ainsi le scanner effectue des coupes linéaires se superposant lors
sus traversés.
des multiples rotations du système. Suivant sa précision (résolution) et le champ que l’on souhaitera radiographier, il faudra effectuer
En règle générale, la dose délivrée par les appareils cone beam est
un certain nombre de coupes pour un examen scanner.
inférieure à celle du scanner mais demeure significativement plus
Le cone beam quant à lui, fonctionne non plus sur un faisceau RX
élevée que celle de la radio panoramique conventionnelle. Certains
mince, mais avec un faisceau ouvert, conique, ce qui lui permettra
appareils programmés sur mode ultra (haute résolution et champ
en une seule révolution de balayer l’ensemble de la zone à radio-
maximal) procurent des doses proches des scanners optimisés.
graphier. La dose effective du cone beam varie selon les dimensions du champ d’investigation et la résolution spatiale.
Intérêt du cone beam en matière de dosimétrie : Les cone beam actuellement sur le marché présentent une dosimétrie systématiquement inférieures aux scanners même utilisés en
Il est intéressant de noter que dans des investigations sectorielles
« low dose ».
par exemple suffisante en endodontie , la dose effective est de
Leur performance en matière de dosimétrie est directement liée à
l’ordre de 45 micro Sv pour un cylindre d’investigation de 4cm x
leurs caractéristiques techniques. Ainsi dans une note de cadrage
5cm et une résolution de 150 µm (figure 1). Cette dosimétrie est
concernant l’utilisation du cone beam, la HAS (3) donne les préci-
tout à fait comparable à celle obtenue avec environ 5 clichés rétro
sions suivantes:
alvéolaires (tableau 2).
- Résolution spatiale (définition) : définie par la taille du pixel (et du voxel) à l’acquisition ; elle est fonction du type de détecteur (ampli-
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imagerie
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Figure 1 Examen PLANMECA Promax 3D volume 4cm x 5cm Résolution 150 µm La DAP(la dose sortie du tube Rx) est de 367 mGy*Cm2 Soit un équivalent de dose patient absorbé de 45 µSv.
I NTÉRÊT
Figure 2: utilisation du logiciel de planification Cad implant afin d’optimiser la position des implants sans avoir recours à une greffe
CLINIQUE
En implantologie : les acquisitions numériques du volume anatomique couplé à leur traitement par un logiciel de positionnement implantaire ont permis de définir précisément la stratégie opératoire avant la chirurgie et de la reporter en bouche grâce à des guides. Ainsi lorsque le chirurgien planifie son intervention, il manipule lui même le logiciel afin de chercher les zones osseuses résiduelles appropriées à l’implantation évitant parfois d’avoir recours à une technique de greffe. (Figure 2). Bien souvent la réalisation d’un guide de positionnement des implants à partir de la planification informatique, permet de pratiquer une chirurgie sans lambeaux.(Figure 3)
Figure 3: chirurgie guidée sans lambeaux
Les avantages sont importants : suppression de la nécessité de greffe, réduction du temps de traitement, du coût, des risques de morbidité et amélioration des suites opératoires (4) Outre l’implantologie, l’imagerie sectionnelle trouve des indications en endodontie, pour la mise en évidence et le traitement des lésions, en pathologie endo-osseuse et sinusienne, et en chirurgie buccale pour les bilans précédents les extractions des dents incluses (dents de sagesse, canines…).
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imagerie
Afin de guider les praticiens dans leur prescription le SEDEN-
-
La radiographie intra orale fournit des informations équi-
TEXCT guideline (5) apporte quelques précisions.
voques sur l’anatomie canalaire ne permettant pas d’éva-
Les lésions apicales sur les racines palatines, ou sur les dents man-
luer les possibilités de traitement, surtout pour les dents
dibulaires lorsque les corticales osseuses sont épaisses, sont très
multiradiculées.
difficiles à détecter par des clichés rétroalvéolaires. Le SEDENTEX
-
CT Guideline recommande de n’utiliser l’imagerie cone beam
tion radiculaire, de lésion endo-parodontale, de perforations
pour une recherche d’image apicale, que dans les situations où il y a une inadéquation entre les signes radiologiques en imagerie
La situation clinique se complique par la présence de résorpradiculaire ou d’une anatomie pulpaire atypique.
-
conventionnelle et la symptomatologie clinique.(Figure 4)
Une chirurgie endodontique est nécessaire et que la situation est rendue compliquée par la proximité de structure anatomique importante. (nerf alvéolaire inférieur, sinus…)
Très souvent dans un bilan parodontal classique par rétro alvéolaires il est très difficile d’évaluer l’importance des lésions osseuses
C ONCLUSION
inter radiculaire notamment au maxillaire. A ce sujet le SEDEN-
La dose effective pour un cone beam est généralement plus impor-
TEX CT Guideline précise que le cone beam peut être utile dans
tante que pour des radiographies classiques (rétroalvéolaire et
certains cas de défauts infra osseux ou de lésions interradiculaire
panoramique) mais moins importante que pour un scanner.
quand l’examen clinique et les radiographies conventionnelles
L’imagerie cone beam apporte une amélioration de la qualité
n’apportent pas de précisions suffisantes sur la manière de traiter Figure 4: (image Planmeca)
des soins et des plans de traitement dont le bénéfice devra être mis en rapport avec le risque d’irradiation, mais pas seulement. En effet, si la radioprotection et le risque d’irradiation est encadrée par une législation, il n’en est pas de même du risque chi-
Radiographie rétroal-
rurgical et du bénéfice retiré de l’utilisation de technique mini-
véolaire
invasives dont le développement est lié justement à l’imagerie
montrant
de 24 ne
sectionnelle.
aucune
Il convient donc de considérer le risque radiologique mais aussi
lésion. La lamina dura
de mettre en parallèle la morbidité des techniques chirurgicales
semble intacte et la
du type greffe osseuse dont on peut parfois se passer en utilisant
trabéculationosseusse-
des chirurgies guidées développées à partir des logiciels de
périapicale normale.
reconstruction 3D ou bien, le bénéfice retiré d’un examen cone beam dans les situations difficiles en endodontie ou en parodontologie par exemple. Le praticien se doit d’apprécier dans sa globalité sa proposition thérapeutique afin d’évaluer un risque global et non seulement le risque radiologique.
B IBLIOGRAPHIE 1 : Directive européenne, 97/43 Euratom du 30 juin 1997 relative à la protection sanitaire des personnes contre les dangers résultant des rayonnements ionisants. Journal officiel des Communautés européennes, n° L 180, 9.7.19972 : J-M. Foucart. la radioprotection en odontologie. editions Cdp, 2007 3 : rapport de la HAS- tomographie volumique à faisceau conique de la face - juin 2009 4 : Fortin T, Bosson JL, Isidori M, Blanchet E. Effect of flapless surgery on pain experienced in implant placement using an image-guided
system.
Int
J
Oral
Maxillofac
Implant
2006 ;21 :298-304. Les deux coupes issues de l’acquisition tridimensionnelle permettent de voir très clairement une lésion apicale importante sur la racine vestibulaire de 24 ayant déjà atteint et perforé la corticale vestibulaire.
En endodontie le SEDENTEXCT Guideline précise que le cone beam peut être utile lorsque :
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5 : SEDENTEXCT Project :radiation protection :cone beam ct for dental and maxillo-facial radiology- provisional guideline May 2009