Rayonnements ionisants (voir aussi Exposition aux rayonnements et contamination radioactive) comprend
Les ondes électromagnétiques à haute énergie (rx, rayons gamma)
Les particules (particules alpha, particules bêta, neutrons)
Les rayonnements ionisants sont émis par des particules radioactives ou par des équipements comme les émetteurs de rx pour radiographie ou les irradiateurs médicaux.
La plupart des examens diagnostiques qui utilisent des rayonnements ionisants (p. ex., rx, TDM, scintigraphie) exposent les patients à des doses relativement faibles de rayonnement qui sont généralement considérées comme sûres. Cependant, tout rayonnement ionisant est potentiellement nuisible et il n'y a pas de seuil en dessous duquel aucun effet néfaste ne se produit, de sorte que tout doit être fait pour minimiser l'exposition aux radiations.
Il existe différentes façons de quantifier l'exposition aux radiations:
La dose absorbée est la quantité de rayonnement absorbée par unité de masse. Elle est exprimée en unités spéciales de gray (Gy) et de milligray (mGy). Précédemment elle était exprimée en rad (radiation-absorbed dose); 1 mGy = 0,1 rad.
La dose équivalente est la dose absorbée multipliée par un facteur de pondération du rayonnement qui ajuste la dose en fonction des effets sur les tissus selon le type de radiation délivrée (p. ex., rx, rayons gamma, électrons). Elle est exprimée en sieverts (Sv) et millisieverts (mSv). Elle était précédemment exprimée en roentgen équivalents chez l'homme (rem; 1 mSv = 0,1 rem). Dans le cas des rx, y compris la TDM, le facteur de pondération du rayonnement est de 1.
La dose efficace est une mesure utilisée pour estimer les réactions tissulaires (ou les effets stochastiques) de l'exposition aux rayonnements ionisants; elle ajuste la dose équivalente en fonction de la sensibilité du tissu exposé aux radiations (p. ex., les gonades sont les plus sensibles). Elle est exprimée en Sv et mSv. La dose efficace est plus élevée chez les jeunes. La dose efficace permet d'évaluer et de comparer les risques pour la santé associés à diverses procédures médicales irradiantes et peut également être comparée à la dose professionnelle des normes de radioprotection.
L'imagerie médicale n'est qu'une source d'exposition aux rayonnements ionisants (voir tableau Doses de rayonnement typiques). Une autre source est l'exposition au fond environnemental (rayonnement cosmique et isotopes naturels), qui peut être importante, en particulier à haute altitude; les vols en avion entraînent une exposition accrue aux rayonnements environnementaux comme suit:
Pour un simple vol aérien d'une côte à l'autre des États-Unis: de 0,01 à 0,03 mSv
Par exposition moyenne au rayonnement de fond annuel aux États-Unis: environ 3 mSv
En cas d'exposition annuelle à la haute altitude (p. ex., Colorado, Nouveau-Mexique): environ 1,5♦ mSv supplémentaires en fond
Doses de rayonnement typiques*
Imagerie | Dose moyenne de rayonnement efficace (mSv) |
|---|---|
Rx, thorax (incidence de face) | 0,02 |
Rx, thorax (2 incidences: face et profil) | 0,1 |
Rx, rachis lombaire (1 incidence latérale) | 1,5 |
Rx, extrémités (1 incidence: main, pied, etc.) | 0,001 |
Rx, abdomen (1 incidence) | 0,7 |
Rx, lavement baryté (étude du tractus gastro-intestinal inférieur) | 6 |
Rx, gastro-intestinale haute avec du baryum | 6 |
Dépistage de la mammographie numérique | 0,21 |
TDM, tête | 2 |
TDM, thorax | 6,1 |
TDM abdomino-pelvienne | 7,7 |
Coronarographie | 7 |
Coronarographie et interventions | 15 |
Scintigraphie pulmonaire de perfusion | 2 |
PET scan (sans TDM corps entier) | 7 |
Scintigraphie osseuse | 6,3 |
Scintigraphie hépatobiliaire | 2,1–3,1 |
Scintigraphie cardiaque au technétium sestimibi | 9,4–12,8 |
*La dose peut varier. | |
Données de Mettler FA, Huda W, Yoshizumi TT, Mahesh M: Effective doses in radiology and diagnostic nuclear medicine: A catalog. Radiology 248:254-263, 2008. American College of Radiology(ACR): Radiation Dose to Adults From Common Imaging Examinations | |
Les rayonnements peuvent être dangereux si la dose totale accumulée par un sujet est élevée, comme lorsque de nombreuses TDM sont effectuées, parce que les TDM requièrent des doses plus importantes que la plupart des autres imageries.
L'exposition aux radiations est également une préoccupation dans certaines situations à haut risque, comme les suivantes:
Grossesse
Enfance
Petite enfance
Jeune âge adulte chez la femme pour qui une mammographie est requise
Le National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP) in United States (Report No. 184) montre que les TDM représentaient 63% de la dose collective de toutes les procédures d'imagerie médicale en 2016, contre 50% en 2006. Bien que le nombre de TDM ait augmenté de 20% au cours de cette décennie, la dose globale par personne pour les procédures de TDM n'a pratiquement pas changé. Entre 2006 et 2016, la dose de rayonnement médical non thérapeutique estimée a diminué de 15 à 20%. La dose efficace individuelle moyenne estimée par personne aux États-Unis était de 2,92 mSv en 2006 et de 2,16 mSv en 2016.
Les TDM à multidétecteurs (multibarrettes), les plus couramment utilisées aux États-Unis, délivrent environ 40 à 70% de rayonnement supplémentaire par coupe par rapport aux TDM plus anciennes à 1 seul détecteur (barrette). Cependant, des progrès récents (p. ex., contrôle automatique de l'exposition, algorithmes de reconstruction itératifs, détecteurs TDM de 3e génération), sont susceptibles de délivrer des doses de rayonnement nettement inférieures à celles utilisées dans les tomodensitogrammes. L'American College of Radiology a lancé des programmes, Image Gently (chez les enfants) et Image Wisely (pour les adultes), pour répondre aux préoccupations concernant l'augmentation de l'exposition aux rayonnements ionisantes utilisées en imagerie médicale. Ces programmes fournissent des ressources et des informations sur la manière de minimiser l'exposition aux rayonnements des radiologues, des physiciens médicaux, des autres professionnels de l'imagerie, et des patients.
Rayonnement et cancer
Le risque estimé de cancer par exposition aux radiations de l'imagerie diagnostique a été extrapolé à partir d'études de personnes exposées à des doses de rayonnement très élevées (p. ex., survivants des explosions atomiques de Hiroshima et de Nagasaki). Des preuves épidémiologiques directes de populations humaines démontrent que l'exposition aux rayonnements ionisants augmente le risque de certains cancers lorsque les doses dépassent environ 50 à 100 mSv en cas d'exposition prolongée (p. ex., en milieu professionnel) ou 10 à 50 mSv en cas d'exposition aiguë (p. ex., exposition à la bombe atomique) (1).
Le risque est plus élevé chez les patients jeunes, car
Ils vivent plus longtemps, ce qui donne plus de temps aux cancers de se développer.
Une croissance cellulaire plus importante (et ainsi la sensibilité aux lésions à l'ADN) survient chez les jeunes.
Dans le cas d’un enfant de 1 an qui subi une TDM de l’abdomen, le risque à vie estimé de développer un cancer est augmenté de 0,18% (2). Chez un patient âgé, ce même test induit un risque plus faible.
Le risque dépend aussi du tissu irradié. Le tissu lymphoïde, la moelle osseuse, le sang et les testicules, les ovaires et les intestins sont considérés comme très radiosensibles; chez l'adulte le système nerveux central et l'appareil locomoteur sont relativement radiorésistants.
Rayonnements et grossesse
Les risques du rayonnement dépendent des éléments suivants
Dose
Type de tests
Zone en cours d'examen
Le fœtus peut être exposé à un rayonnement bien moins important que la mère; l’exposition du fœtus est négligeable en cas de radiographies suivantes:
Tête
Rachis cervical
Membres
Seins (mammographie) lorsque l'utérus est protégé
L'importance de l'exposition utérine dépend de l'âge gestationnel et donc de la taille de l'utérus. Les effets des radiations dépendent de l'âge du fœtus (le temps écoulé depuis la conception).
Recommandations
L'imagerie diagnostique par rayonnements ionisants, en particulier la TDM, ne doit être effectuée que lorsqu'elle est vraiment nécessaire. Les alternatives doivent être évoquées. Par exemple, chez les jeunes enfants, une blessure mineure de la tête peut souvent être diagnostiquée et traitée en fonction des signes cliniques et une appendicite peut souvent être diagnostiquée par échographie. Cependant, les tests nécessaires ne doivent pas être retardés, même si la dose de rayonnement est élevée (p. ex., dans le cas de la TDM), aussi longtemps que les avantages potentiels l'emportent sur le danger potentiel.
Avant que des tests diagnostiques ne soient réalisés chez la femme en âge de procréer, le risque de présence d'une grossesse doit être évoqué, notamment parce que les risques d'une exposition aux radiations sont les plus élevés au début d'une grossesse souvent méconnue au cours du 1er trimestre. L'utérus doit être protégé chez ces femmes lorsque cela est possible. Des études récentes ont soulevé une controverse entourant cette recommandation standard, à savoir que le blindage pourrait augmenter la dose de rayonnement délivrée à l'utérus et au fœtus.
Références
1. Brenner DJ, Doll R, Goodhead DT, et al: Cancer risks attributable to low doses of ionizing radiation: assessing what we really know. Proc Natl Acad Sci U S A 100(24):13761-13766, 2003. doi:10.1073/pnas.2235592100
2. Brenner D, Elliston C, Hall E, Berdon W: Estimated risks of radiation-induced fatal cancer from pediatric CT. AJR Am J Roentgenol 176(2):289-296, 2001. doi:10.2214/ajr.176.2.1760289
