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Risques des irradiations médicales

Par Hakan Ilaslan, MD, Cleveland Clinic Lerner College of Medicine;Imaging Institute, Diagnostic Radiology

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Les radiations ionisantes ( Exposition aux rayonnements et contamination radioactive) comprennent

  • 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 à mesurer 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 sur 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 du risque de cancer; elle ajuste la dose équivalente en fonction de la sensibilité des tissus exposés à des rayonnements (p. ex., les gonades sont les plus sensibles). Elle est exprimée en Sv et mSv. La dose efficace est plus élevée chez les jeunes.

L'imagerie médicale n'est qu'une des sources d'exposition aux rayonnements ionisants ( 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 cote à l'autre des USA: de 0,01 à 0,03 mSv

  • Par exposition moyenne au rayonnement de fond annuel aux États-Unis: environ 3 mSv

  • Par exposition annuelle à haute altitude (p. ex., Denver, Colorado): probablement > 10 mSv

Doses de rayonnement typiques*

Imagerie

Dose de rayonnement efficace (mSv)

Rx, thorax (incidence de face)

0,02

Rx, lombaires

1,5

Rx, membres

0,001–0,01

Rx, abdomen

0,7

Lavement baryté

8

Mammographie

0,4

TDM, tête

2

TDM, corps (thorax, abdomen ou pelvis)

6–8

Coronarographie

7–15

Scintigraphie pulmonaire de perfusion

2,0

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.

D'après les 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.

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:

  • Grossesse

  • Enfance

  • Petite enfance

  • Jeune âge adulte chez la femme pour qui une mammographie est requise

Aux USA, la TDM représente about 15% de tous les examens d’imagerie mais jusqu'à 70% du total des irradiations liées aux imageries diagnostiques. Les TDM à multidétecteurs (multibarrettes), les plus couramment utilisées aux USA, 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). Cette analyse suggère l'existence d'un petit risque, mais réel, de cancer si des doses de rayonnement sont de l'ordre de dizaines de mGy (telles que celles utilisées en TDM). Une angio-TDM pulmonaire, effectuée systématiquement pour détecter une embolie pulmonaire, délivre au sein l'équivalent de 10 à 25 clichés mammographiques.

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%. 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 SNC et l'appareil locomoteur sont relativement radiorésistants.

Rayonnements et grossesse

Les risques du rayonnement dépendent de

  • 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 dans les cas suivants:

  • Tête

  • Rachis cervical

  • Extrémités/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 l'emportent sur le risque potentiel.

Pièges à éviter

  • Lors des examens d'imagerie utilisant des rayonnements, il faut protéger l'utérus des femmes en âge de procréer lorsque cela est possible parce que les risques sont les plus élevés en début de grossesse (souvent méconnue).

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 premier mois. L'utérus doit être protégé chez ces femmes lorsque cela est possible.

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