Rayonnements ionisants (voir aussi Exposition aux rayonnements et contamination radioactive) comprend:
Les ondes électromagnétiques à haute énergie (rayons X, rayons gamma)
Les particules (particules alpha, particules bêta, neutrons)
Les rayonnements ionisants sont émis par des éléments radioactifs ou par des équipements comme les machines à rayons X et de radiothérapie.
La plupart des examens diagnostiques qui utilisent des rayonnements ionisants (p. ex., radiographies, 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 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., rayons X, 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 rayons X, 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) |
|---|---|
Absorptiométrie biphotonique par rayons X (DEXA) | 0,001 |
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 (médecine nucléaire) | 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. | |
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 (Conseil national de protection et de mesures radiologiques) des États-Unis indique qu'entre 2006 et 2016, la dose estimée de rayonnements médicaux non thérapeutique a diminué de 15 à 20% (1). 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 scanners TDM à détecteurs multiples, les plus couramment utilisés aux États-Unis, délivrent environ 40 à 70% de rayonnements supplémentaires par scan par rapport aux scanners TDM à détecteur unique. Cependant, les avancées technologiques (p. ex., le contrôle automatisé de l'exposition, les algorithmes de reconstruction itérative, les détecteurs de scanner TDM de troisième génération) sont susceptibles de réduire considérablement les doses de rayonnements utilisées pour les scanners TDM. L'American College of Radiology a lancé des programmes—Image Gently (pour les enfants) et Image Wisely (pour les adultes)—pour fournir aux professionnels de l'imagerie des ressources et des informations sur la minimisation de l'exposition aux rayonnements.
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 issues 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 pour une exposition prolongée (p. ex., dans un cadre professionnel) ou 10 à 50 mSv pour une exposition aiguë (p. ex., exposition à une bombe atomique) (2).
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 mortalité par cancer est augmenté de 0,18% (3). Chez un patient âgé, ce même test induit un risque plus faible.
Le risque dépend aussi du tissu irradié. Les tissus lymphoïdes, la moelle osseuse, le sang, les testicules, les ovaires et les intestins sont considérés comme très radiosensibles; chez l'adulte, le système nerveux central et le système musculosquelettique sont relativement radiorésistants.
Radiation pendant la grossesse
Les risques du rayonnement dépendent des éléments suivants:
Dose
Type de tests
Zone en cours d'examen
Âge gestationnel de la grossesse
Le fœtus peut être exposé à un rayonnement bien moins important que la mère; l’exposition du fœtus est négligeable lors des 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).
La période de risque le plus élevé dû aux radiations pendant la grossesse est celle pendant laquelle les organes fœtaux se forment, typiquement entre la cinquième et la dixième semaine. L'exposition pendant cette période peut entraîner des malformations congénitales. Aux tout premiers stades de la grossesse, la radiation est plus susceptible de causer une fausse couche. Après la dixième semaine, la probabilité de fausse couche ou de malformations congénitales graves diminue (4).
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.
Historiquement, le blindage pelvien était employé principalement pour rassurer les patientes; cependant, les preuves contemporaines démontrent que son utilisation peut augmenter la diffusion interne et, paradoxalement, élever la dose de radiation fœtale. Les progrès de la technologie d'imagerie, incluant le contrôle automatique d'exposition et les techniques de reconstruction itérative dans les scanners TDM modernes, ont substantiellement réduit l'exposition des patients. Par conséquent, l'application routinière du blindage pelvien chez les femmes enceintes n'est plus recommandée en pratique radiologique (4).
Références
1. National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP). Report No. 184 – Medical Radiation Exposure of Patients in the United States (2019). Bethesda, MD, NCRP.
2. 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. 2003;100(24):13761-13766. doi:10.1073/pnas.2235592100
3. Brenner D, Elliston C, Hall E, Berdon W. Estimated risks of radiation-induced fatal cancer from pediatric CT. AJR Am J Roentgenol. 2001;176(2):289-296. doi:10.2214/ajr.176.2.1760289
4. American College of Radiology. ACR–SPR practice parameter for imaging pregnant or potentially pregnant patients with ionizing radiation. 2023. Accessed August 25, 2025.
