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Home All issues Volume 53 / No 2 (April-June 2018) Radioprotection, 53 2 (2018) 133-138 Full HTML
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Issue
Radioprotection
Volume 53, Number 2, April-June 2018
Page(s) 133 - 138
DOI https://doi.org/10.1051/radiopro/2018011
Published online 12 April 2018

© EDP Sciences 2018

1 Introduction

Les procédures de neuroradiologie interventionnelle telles que les embolisations d’anévrysmes intracrâniens ou les embolisations de malformations artério-veineuses sont des gestes radioguidés associés à des temps d’utilisation des rayons X significatifs et qui peuvent conduire à des doses potentiellement élevées (Miller et al., 2009), susceptibles de provoquer des effets cutanés (Ukisu et al., 2009) de type alopécies radio-induites (D’Incan et al., 2002). Pour pouvoir informer les patients sur ces risques et assurer un suivi médical adapté comme le stipulent l’Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN, 2014) et la Haute Autorité de Santé (HAS, 2014), il faut idéalement pouvoir disposer de la dose cutanée maximale (Peak Skin Dose). Cette donnée n’est pas disponible sur les installations de radiologie interventionnelle. Sur notre installation, seuls le Produit Dose Surface (PDS) et le temps total de scopie étaient affichés via des chambres d’ionisation positionnées sur les 2 tubes de notre équipement d’angiographie biplan. Cependant le PDS de chaque faisceau ne tient pas compte du rayonnement retro-diffusé par le patient lui-même (Société française de Physique Médicale, 2014), et les éventuelles superpositions à la peau des champs d’exposition, générés par les 2 faisceaux de rayons X postéro-antérieur et latéral, ne sont pas prises en compte.

Plusieurs méthodes sont disponibles pour déterminer la dose à la peau pendant ou après les actes de radiologie interventionnelle (Chaikh et al., 2014). Dans notre établissement, nous avons mis en place la méthode des films radiochromiques. Ils permettent de mesurer la dose cutanée maximale avec une précision suffisante (delle Canne et al., 2006 ; Giordano et al., 2010 ; McCabe et al., 2011 ; Labattu et al., 2013 ; Greffier et al., 2016) pour prédire si un patient exploré développera une alopécie radio-induite ou une radiodermite plus sévère au niveau du cuir chevelu.

Dans cette étude, nous avons souhaité tester une autre méthode de mesure de la dose reçue au cuir chevelu basée sur la technologie MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), afin de vérifier si nous pouvions avoir une mesure de la dose cutanée en temps réel et si nous pouvions envisager de remplacer notre système de mesure basé sur les films radiochromiques. Différentes études ont montré la possibilité d’utilisation des dosimètres MOSFET pour la détermination de la dose à la peau en radiologie (Bower et Hintenlang, 1998 ; Peet et Pryor, 1999 ; Cheung et al., 2003 ; Ehringfeld et al., 2005 ; Falco et al., 2012 ; Bassinet et al., 2013 ; Manninen et al., 2015). Cependant, aucune de ces études n’a comparé les résultats obtenus en termes de dose cutanée maximale entre les films radiochromiques et les dosimètres MOSFET. Le second objectif de notre travail était de sensibiliser les opérateurs à l’importance de l’optimisation des doses délivrées aux patients en leur offrant cette visualisation en temps réel de la progression de la dose que permet la technologie MOSFET.

2 Matériel et méthode

Ce travail a été réalisé dans une salle d’angiographie dédiée à la neuroradiologie interventionnelle et équipée d’une installation d’angiographie biplan GE Healthcare datant de 1999. Une première série de mesure en phase préclinique a permis de valider la méthode de mesures comparatives retenue pour les tests cliniques réalisés dans un second temps sur 6 patients ayant bénéficié d’une embolisation d’un anévrysme intracrânien.

Pour réaliser ces mesures, nous avons utilisé :

  • des films radiochromiques Gafchromic® XR-RV3 positionnés au plus près de la tête des patients (Fig. 1) pendant la réalisation des embolisations et couvrant ainsi les faces postérieure et latérale droite du crâne, exposées respectivement aux faisceaux de rayons X postéro-antérieur et latéral droit. Ces films radiochromiques étaient jusque-là utilisés en routine dans notre centre pour toutes les procédures de neuroradiologie vasculaires interventionnelles thérapeutiques. Leur étalonnage ainsi que l’incertitude de lecture étaient connus pour le lot utilisé et les procédures radiologiques concernées (incertitude de lecture de ± 8 % pour les doses comprises entre 100 et 1000 mGy et ± 15 % pour les doses entre 1000 et 3000 mGy) (Chaikh et al., 2014). Ces incertitudes avaient été déterminées lors de l’étalonnage du lot de films utilisés (dans l’air avec une chambre d’ionisation Radcal® [10 × 6-60E]), en exposant le film tous les 10 cGy de 10 à 100 cGy, puis tous les 50 cGy de 100 à 600 cGy et enfin tous les 100 cGy de 600 à 1100 cGy, en conservant un film non exposé pour mesurer le bruit de fond. Ce dispositif avait été réalisé pour une haute tension de 81 kV. L’incertitude totale résultait donc des incertitudes étape par étape (chambre d’ionisation, scanner de lecture des films exposés, tube à rayons X, expérimentation) ;

  • des dosimètres MOSFET TN-502-RD (Fig. 2) mis à disposition par la société Arplay Médical qui commercialisait en France le système de dosimétrie MOSFET Best® Medical Canada. Ces dosimètres MOSFET ont été étalonnés avec une haute tension de 60, 80, 100 et 120 kV à l’aide d’un multimètre UNFORS Xi (dosimètres MOSFET et multimètre positionnés sur une mousse de polystyrène de 10 cm d’épaisseur sur le bloc diaphragme d’un tube à rayons X pour mettre le système de mesure dans l’air) ; 5 expérimentations ont été réalisées pour obtenir une déviation du coefficient d’étalonnage inférieure ou égale à 5 %. Les coefficients d’étalonnage établis devaient permettre de convertir les données du lecteur « mobileMOSFET » en mV en unité de dose ;

  • un fantôme anthropomorphe – crâne RANDO – Alderson (Radiation Analog Dosimetry System) de type adulte, et correspondant à un homme d’1,75 m et 73,5 kg ;

  • un multimètre UNFORS Xi pour l’étalonnage des dosimètres MOSFET.

thumbnail Fig. 1

Film radiochromique contre la face latérale droite d’un patient pendant une procédure d’embolisation d’un anévrysme intra-crânien.

Radiochromic film placed against the right side of a patient during an embolization of an intracranial aneurysm.
thumbnail Fig. 2

Dosimètres MOSFET TN-502-RD.

MOSFET dosimeters TN-502-RD.

2.1 Phase pré-clinique : étalonnage

Les dosimètres MOSFET testés ont été étalonnés pour la gamme d’énergie correspondant au faisceau de rayons X latéral droit (∼ 80 kV), avec une exposition à 1 Gy.

2.2 Première expérimentation

Une première expérimentation avec un fantôme crâne RANDO Alderson a été réalisée pour vérifier si les mesures de doses avec les dosimètres MOSFET concordaient avec les valeurs obtenues en routine clinique avec les films radiochromiques. Quatre dosimètres ont été positionnés de manière espacée sur la surface du fantôme, sous le film radiochromique (face « blanche » du film), au niveau de la zone temporale droite du fantôme, et correspondant à la surface « cutanée » exposée par le faisceau latéral droit. Les figures 3a et 3b montrent le montage réalisé où l’on identifie les dosimètres MOSFET, placés contre la face extérieure du film pour montrer leur positionnement caché sous le film (Fig. 3) et contre la surface du fantôme (Fig. 3). La position des dosimètres était repérée sur le film avec des pastilles numérotées afin de pouvoir affecter la dose mesurée sur le film à celle mesurée avec les dosimètres MOSFET. On pouvait imaginer que la présence du dosimètre MOSFET entre le film et la peau du patient pouvait altérer la quantité de rayonnement diffusé enregistrée par le film. Mais nous avons pensé que la très faible épaisseur du dosimètre MOSFET (1 mm) n’était pas de nature à la modifier de manière significative ; de plus le dosimètre était radio-transparent et ne pouvait donc pas atténuer le rayonnement diffusé intercepté par le film radiochromique.

thumbnailthumbnail Fig. 3

(a) Dosimètres MOSFET positionnés contre la face « jaune » du film radiochromique ; (b) Dosimètres MOSFET positionnés sous le film radiochromique, contre la face « blanche », à l’emplacement du cuir chevelu.

(a) MOSFET dosimeters positioned against the yellow side of the radiochromic film; (b) MOSFET dosimeters positioned under the radiochromic film, against the white face, at the level of the scalp.

2.3 Étude clinique

Elle a été réalisée sur 6 patients pour lesquels une embolisation d’anévrysme intra crânien était indiquée. Un montage similaire à celui de l’étude préclinique a été mis en place pour chacun d’entre eux (4 dosimètres MOSFET étaient plaqués contre le cuir chevelu sous le film radiochromique au niveau temporal droit).

2.4 Approche statistique

L’analyse statistique a été réalisée en utilisant le logiciel Stata (version 13, StataCorp, College Station, États-Unis). Tous les tests étaient bilatéraux, avec une erreur de type I fixé à α = 0,05. Pour les analyses descriptives, les données ont été présentées sous forme de moyenne (± standard-type) ou médiane (intervalle interquartile) selon la répartition statistique. Pour chacune des données quantitatives, la normalité a été vérifiée par le test de Shapiro-Wilk. Les analyses ont été complétées par l’estimation du coefficient de concordance de Lin utilisé pour comparer les 2 techniques de dosimétrie.

3 Résultats

3.1 Étalonnage des dosimètres MOSFET

Lors de cet étalonnage, l’incertitude de lecture a été établie pour les 4 dosimètres (± 3,39 % pour le MOSFET n° 1, ± 5,51 % pour le MOSFET n° 2, ± 4,46 % pour le MOSFET n° 3 et ± 1,70 % pour le MOSFET n° 4). Elle correspond à l’écart type de mesure de chacun des MOSFET, déterminé à partir d’une série de 5 lectures d’une dose connue.

Par ailleurs, la dépendance angulaire estimée à ± 2 % (Roshau et Hintenlang, 2003) des dosimètres MOSFET rendait leur utilisation envisageable avec notre configuration de travail et une possible angulation du tube latéral.

La température à laquelle étaient exposés les dosimètres, c’est-à-dire la température du cuir chevelu des patients, était également compatible avec nos tests (Ehringfeld et al., 2005).

3.2 Expérimentation préliminaire avec le fantôme crane

Le tableau 1 fait apparaître les résultats de l’étude pré-clinique. La dose moyennée des 4 dosimètres MOSFET était de 1231 mGy ± 3,76 % (1241 mGy ± 3,39 % pour le MOSFET 1 ; 1152 mGy ± 4,46 % pour le MOSFET 2 ; 1260 mGy ± 5,51 % pour le MOSFET 3 ; 1272 mGy ± 1,70 % pour le MOSFET 4) et la valeur lue sur le film était de 1250 mGy ± 15 %. L’écart entre les 2 méthodes était donc de 1,5 %. Ce test concluant nous permettait de réaliser l’étude clinique.

Tableau 1

Résultats des mesures de l’expérimentation avec le fantôme crane RANDO.

Results of measurements of the experiment with the ghost crane RANDO.

3.3 Étude clinique

Les résultats (Tab. 2) des 24 mesures montrent que dans 13 cas sur 24 (54 %), la dose lue par le dosimètre MOSFET était inférieure de 9,2 % ± 6,2 % à celle indiquée par le film radiochromique (min. : 0,36 % et max. : 18,22 %) et dans les 11 autres cas, le dosimètre MOSFET affichait une dose supérieure de 12,2 % ± 11,4 % (min. : 0,69 % et max. : 35,09 %) à celle des films. La différence entre les deux méthodes n’était pas statistiquement significative (p = 0,68, 1076,9 ± 505,2 vs. 1062,9 ± 504,3). Le coefficient de concordance de Lin était de 0,95 [0,88 ; 0,98] (p < 0,001), mettant en évidence une bonne concordance entre les deux techniques confirmée par la représentation de Bland et Altman (Fig. 4).

L’incertitude moyenne de lecture par la dosimétrie MOSFET s’établissait à 3,76 %, alors qu’avec les films l’incertitude était d’au moins 8 % pour les doses inférieures à 1 Gy, et de 15 % pour les doses supérieures à 1 Gy. Au total, l’incertitude par la dosimétrie MOSFET est significativement plus basse qu’avec les films (p < 0,001, 3,76 % ± 1,44 vs. 12,38 % ± 3,46).

Tableau 2

Résultats des mesures comparatives de dose absorbée avec les dosimètres MOSFET.

Results of comparative measurements of absorbed dose with MOSFET dosimeters.

thumbnail Fig. 4

Représentation de Bland–Altmann.

Representation of Bland–Altman.

4 Discussion

Compte tenu des incertitudes de lecture des 2 systèmes de dosimétrie utilisés simultanément et du niveau de précision dont nous avons besoin pour prédire d’éventuels effets cutanés radio-induits, il apparaît que le système de dosimétrie MOSFET testé rendait compte avec un bon niveau de précision (dose MOSFET inférieure de 9,2 % à la dose FILM dans 54 % des cas, et supérieure de 12,2 % dans 45 % des cas) de la dose reçue au cuir chevelu des patients.

Ces tests ne nous permettaient toutefois de conclure que sur une comparaison des doses mesurées au niveau des points de contact des dosimètres MOSFET avec le film radiochromique. Or nous savons qu’au cours d’une procédure, les champs d’exposition peuvent varier (en dimension et en position) et qu’il existe des zones de recoupes partielles entre les différents champs d’un même faisceau, voire même des chevauchements entre le champ latéral et le champ vertical (Fig. 5). Si nous envisagions de remplacer les films radiochromiques par le système de dosimétrie MOSFET, ne connaissant pas précisément la balistique à l’avance, on peut imaginer que les dosimètres MOSFET ne seraient pas systématiquement positionnés sur ces zones de recoupes ou de chevauchement des champs et qu’ils n’afficheraient donc pas obligatoirement la dose maximale cutanée générée par l’examen. Les films radiochromiques, qui affichaient une cartographie de la dose (Fig. 5), prenant en compte ces zones de chevauchement des différents champs d’exposition, rendaient donc mieux compte de la dose cutanée maximale dont nous avions besoin en fin de procédure, pour prédire si le patient était susceptible de développer une alopécie radio-induite ou une radiodermite sévère.

Pendant la phase clinique de l’étude, nous avons pu apprécier l’affichage et la progression en temps réel de la dose cutanée mesurée par les dosimètres MOSFET. Outre un système de mesure dosimétrique, les 4 dosimètres devenaient parallèlement un outil d’optimisation en cours de procédure pour le neuroradiologue. Les films radiochromiques, lus à distance de la procédure (H + 24), ne renseignaient donc sur la dose délivrée qu’après l’examen et ne permettaient en aucun cas de piloter la dose cutanée au cours de l’embolisation.

Le coût unitaire des films radiochromiques (usage unique) pour notre établissement était de l’ordre de 30 €. Les dosimètres MOSFET, bien que réutilisables, avaient toutefois une durée de vie limitée par une saturation constatée à 14 Gy. La projection d’une utilisation en routine de ce système de dosimétrie était estimée à près de 6500 € par an alors que la consommation annuelle stabilisée de films radiochromiques (coût unitaire de 30 €) était de l’ordre de 1700 € pour notre activité de neuroradiologie interventionnelle (≈ 110 embolisations par an et ½ film radiochromique par procédure), hors coût d’étalonnage des films.

thumbnail Fig. 5

Exemple de chevauchement des champs d’exposition des 2 faisceaux latéral et vertical.

Example of overlapping exposure fields of the lateral and vertical beams.

5 Conclusion

Dans notre expérimentation, les dosimètres MOSFET affichaient des doses plus précises que les films radiochromiques (± 3,76 % versus ± 15 %), mais localisées, alors que les films radiochromiques permettaient d’accéder à une cartographie dosimétrique prenant en compte les recoupes et chevauchements des champs d’exposition. La technologie MOSFET permettait un affichage en temps réel de la dose qui augmentait au fur et à mesure du déroulement des procédures. Cette possibilité pour les opérateurs de la visualiser pendant les examens était indéniablement un facteur de sensibilisation à l’importance de l’optimisation des doses délivrées à la peau des patients. Néanmoins, les dosimètres MOSFET ne semblaient pas parfaitement adaptés à notre besoin mais paraissaient plus convenir à des mesures ciblées, en rapport avec la taille des détecteurs de l’ordre de quelques mm2 (e.g. cristallin) ou pour des surfaces exposées de manière uniforme. Nous n’avons donc pas retenu cette technologie pour établir de manière systématique la dose cutanée maximale au cuir chevelu des patients en neuroradiologie interventionnelle thérapeutique, et persistons à utiliser les films radiochromiques pour cela.

Références

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Citation de l’article : Guersen J, Méchin G, Chassin V, Gabrillargues J, Jean B, Chabert E, Pereira B, Boyer L, Magnier F, Cassagnes L. 2018. Dose au cuir chevelu en neuroradiologie interventionnelle : évaluation de la technologie de dosimétrie MOSFET. Radioprotection 53(2): 133–138

Liste des tableaux

Tableau 1

Résultats des mesures de l’expérimentation avec le fantôme crane RANDO.

Results of measurements of the experiment with the ghost crane RANDO.

Dans le texte
Tableau 2

Résultats des mesures comparatives de dose absorbée avec les dosimètres MOSFET.

Results of comparative measurements of absorbed dose with MOSFET dosimeters.

Dans le texte

Liste des figures

thumbnail Fig. 1

Film radiochromique contre la face latérale droite d’un patient pendant une procédure d’embolisation d’un anévrysme intra-crânien.

Radiochromic film placed against the right side of a patient during an embolization of an intracranial aneurysm.
Dans le texte
thumbnail Fig. 2

Dosimètres MOSFET TN-502-RD.

MOSFET dosimeters TN-502-RD.
Dans le texte
thumbnailthumbnail Fig. 3

(a) Dosimètres MOSFET positionnés contre la face « jaune » du film radiochromique ; (b) Dosimètres MOSFET positionnés sous le film radiochromique, contre la face « blanche », à l’emplacement du cuir chevelu.

(a) MOSFET dosimeters positioned against the yellow side of the radiochromic film; (b) MOSFET dosimeters positioned under the radiochromic film, against the white face, at the level of the scalp.

Dans le texte
thumbnail Fig. 4

Représentation de Bland–Altmann.

Representation of Bland–Altman.
Dans le texte
thumbnail Fig. 5

Exemple de chevauchement des champs d’exposition des 2 faisceaux latéral et vertical.

Example of overlapping exposure fields of the lateral and vertical beams.
Dans le texte

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