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Guide des technologies de l'imagerie médicale et de la radiothérapie
Jean-Philippe Dillenseger | Elisabeth Moerschel | Claudine Zorn
(2016)
Additional Information
Book Details
Abstract
L’ouvrage de référence pour les manipulateurs
La complexité technique, la spécialisation et l’émergence de nouveaux champs de compétences créent un important besoin d’apprentissage et de formation pour les manipulateurs d’électroradiologie médicale (MERM). Cet ouvrage leur propose ainsi le premier livre de référence complet sur les technologies de l’imagerie médicale et de la radiothérapie. Il est désormais reconnu par tous comme indispensable.
Toutes les techniques y sont abordées (radiologie de projection, échographie, TDM, IRM). Pour chacune, les auteurs développent : les bases physiques et technologiques, les principes d’acquisition, les produits de contraste, le problème des artéfacts et les critères de qualité. La radiothérapie externe, la médecine nucléaire et la radioprotection font l’objet de développements spécifiques.
Remarquablement pédagogique, cet ouvrage offre la possibilité d’une lecture à deux niveaux :
- rapide, uniquement sur des éléments essentiels (grâce aux encadrés, aux synthèses, aux tableaux et à la mise en évidence des mots clés mis en gras) ;
- plus approfondie, sur des notions plus complexes (grâce à des développements « pour aller plus loin », toujours accompagnés d’exemples pour mieux comprendre).
Une centaine de figures nouvelles, dont un grand nombre de dessins particulièrement didactiques, illustrent le propos.
Cet ouvrage est indispensable pour tous les étudiants MERM (DE et DTS), tout au long de leurs trois années de formation initiale. Cette seconde édition, entièrement révisée, correspond totalement au niveau de connaissances exigé par le référentiel de formation. Les professionnels en activité y trouveront également les fondements à connaître, soit pour entreprendre une spécialisation ou un changement de spécialité, soit pour actualiser les connaissances, en marge de leur exercice professionnel, dans l’esprit du décloisonnement.
Jean-Philippe Dillenseger, Elisabeth Moerschel et Claudine Zorn sont enseignants en imagerie médicale et radiologie thérapeutique au lycée Jean-Rostand de Strasbourg
Table of Contents
| Section Title | Page | Action | Price |
|---|---|---|---|
| Cover\r | Cover | ||
| GUIDE des technologies de l’imagerie médicale et de la radiothérapie : Quand la théorie éclaire la pratique | III | ||
| Copyright | IV | ||
| Auteurs et collaborateurs | V | ||
| Préface à la deuxième édition | VII | ||
| Préface : partie radiothérapie (2009) | IX | ||
| Préface : partie médecine nucléaire (2009) | XI | ||
| Avant-propos à la deuxième édition | XIII | ||
| Abréviations | XV | ||
| Table des matières | XXI | ||
| Table des compléments en ligne | XXV | ||
| Partie I :\rImagerie médicale | 1 | ||
| Chapitre 1.\rNumérisation et traitements d'images | 3 | ||
| 1 Notions élémentaires\r | 3 | ||
| 1.1 Le signal et sa détection | 3 | ||
| 1.2 Quelle différence y a-t-il entre un signal analogique et un signal numérique ? | 3 | ||
| 1.3 À quoi correspondent un signal monodimensionnel et un signal bidimensionnel ? | 3 | ||
| Signal monodimensionnel (1D) | 3 | ||
| Signal bidimensionnel (2D) | 3 | ||
| 1.4 Qu'est-ce que le bruit ? D'où provient-il ? | 5 | ||
| 1.5 À quoi correspond le rapport signal sur bruit (S/B) ? | 5 | ||
| 2 Numérisation d'un signal | 6 | ||
| 2.1 Étape d'échantillonnage | 6 | ||
| Comment échantillonner un signal 1D ? | 6 | ||
| Comment échantillonner une image ? | 7 | ||
| 2.2 Étape de quantification | 9 | ||
| Principe de base | 9 | ||
| Comment quantifier une image ? | 10 | ||
| 2.3 Étape de codage | 10 | ||
| Rôle du codage ? | 10 | ||
| Qu'est-ce qu'un convertisseur analogique numérique (CAN) ? | 11 | ||
| 2.4 Synthèse | 11 | ||
| 2.5 Notions de poids informatique | 11 | ||
| 2.6 Formats informatiques | 12 | ||
| Formats classiques en imagerie numérique | 12 | ||
| Le format DICOM | 12 | ||
| Comment calculer le poids informatique d'images radiologiques ? | 13 | ||
| 3 Caractéristiques et traitements de base d'une image numérique | 14 | ||
| 3.1 Exploitation de l'histogramme par fenêtrage | 14 | ||
| Qu'est-ce que l'histogramme d'une image ? | 14 | ||
| À quoi correspond la table de correspondance ( look up table ou LUT) ? | 14 | ||
| Quel est le principe du fenêtrage ? | 15 | ||
| Largeur de fenêtre | 15 | ||
| Centre (ou niveau) de la fenêtre | 16 | ||
| Comment utilise-t-on le fenêtrage ? | 16 | ||
| 3.2 Caractéristiques fréquentielles d'une image | 16 | ||
| Que dit la théorie de Fourier ? | 16 | ||
| À quoi correspond le domaine fréquentiel d'une image ? | 18 | ||
| 3.3 Les opérations de filtrage | 18 | ||
| Opérations de filtrage linéaire | 18 | ||
| Généralités | 18 | ||
| Filtrage dans le domaine fréquentiel | 20 | ||
| Filtrage dans le domaine spatial | 20 | ||
| Opérations de filtrage morphologique (notions) | 22 | ||
| 4 Critères qualitatifs d'une image numérique | 24 | ||
| 4.1 Rapports signal sur bruit, rapport contraste sur bruit et résolution en contraste d'une image numérique | 24 | ||
| 4.2 Comment calculer les rapports S/B et C/B en imagerie médicale ( figure 1.36) ? | 25 | ||
| 4.3 Comment définir et évaluer la résolution spatiale d'une image acquise ? | 25 | ||
| 5 La numérisation en imagerie médicale | 29 | ||
| 5.1 Quelles sont les données physiques étudiées ? | 29 | ||
| 5.2 Quels sont les paramètres géométriques accessibles en image en coupe ? | 30 | ||
| 5.3 De quelle manière les paramètres géométriques influencent-ils la résolution spatiale et en contraste ? | 30 | ||
| Volume des voxels | 30 | ||
| Une histoire de compromis | 30 | ||
| 5.4 Quels sont les traitements et post-traitements accessibles en imagerie médicale (notions) ? | 32 | ||
| Fenêtrage, filtrage, manipulations géométriques | 32 | ||
| Recalage de données acquises | 32 | ||
| Rôle du recalage | 32 | ||
| Principe | 32 | ||
| Problématiques | 32 | ||
| Comment sont réalisés les recalages ? | 33 | ||
| Applications du recalage | 33 | ||
| Soustractions et fusions de données acquises | 34 | ||
| Soustractions | 34 | ||
| En médecine nucléaire | 35 | ||
| Fusions de données | 35 | ||
| Reconstructions d'acquisitions volumiques (empilement de coupes) | 37 | ||
| Reconstructions multiplanaires (MPR) | 38 | ||
| Projection d'intensité maximale ( maximal intensity projection ou MIP) | 39 | ||
| Projection d'intensité minimale ( minimal intensity projection ou MinIP) | 40 | ||
| Rendu de surface ( surface rendering ou SR) | 40 | ||
| Rendu de volume ( volume rendering ou VR) | 41 | ||
| Endoscopie virtuelle | 43 | ||
| Approches quantitatives | 44 | ||
| Mesures simples de distances, d'angles et d'intensités | 44 | ||
| Courbes de suivis temporels, extractions de paramètres et images paramétriques | 45 | ||
| Mesures de surface et de volumes | 45 | ||
| Évaluation des formes | 46 | ||
| Bilan | 46 | ||
| 6 Évolution et place actuelle de la numérisation et des traitements d'images en imagerie médicale 1 | 47 | ||
| Bibliographie | 47 | ||
| Chapitre 2.\rRadiologie de projection | 49 | ||
| 1 Production physique des rayons X | 49 | ||
| 1.1 Rayons X versus rayons g | 49 | ||
| 1.2 Production physique | 49 | ||
| Généralités | 49 | ||
| Interaction électron–noyau | 50 | ||
| Interaction électron–électron | 50 | ||
| Spectre total | 51 | ||
| 1.3 Caractéristiques du faisceau X | 51 | ||
| 1.4 Interaction des rayons X avec la matière | 51 | ||
| Atténuation globale du faisceau X dans la matière | 51 | ||
| Effet de Thomson-Rayleigh | 52 | ||
| Effet photoélectrique | 52 | ||
| Effet Compton | 53 | ||
| Effet de matérialisation | 53 | ||
| Réactions photonucléaires | 53 | ||
| Bilan des interactions présentes en radiologie | 54 | ||
| 2 Production technologique des rayons X en radiologie | 54 | ||
| 2.1 Tube de Crookes et découverte des rayons X | 54 | ||
| 2.2 Tube de Coolidge | 56 | ||
| Un peu d'histoire… | 56 | ||
| Principe technologique du tube de Coolidge | 56 | ||
| Source d'électrons | 56 | ||
| Différence de potentiel | 57 | ||
| Cible | 57 | ||
| 2.3 Caractéristiques technologiques de chaque élément constituant un tube à rayon X ( figure 2.17) | 58 | ||
| Cathode | 58 | ||
| Filaments | 59 | ||
| Pièce de concentration | 59 | ||
| Couple rotor–stator | 60 | ||
| Axe de l'anode | 60 | ||
| Disque de l'anode | 60 | ||
| Avantages d'une anode tournante | 60 | ||
| Enceinte (ou ballon) | 60 | ||
| Système de refroidissement | 61 | ||
| Gaine plombée | 61 | ||
| Filtre | 61 | ||
| Diaphragmes et localisateurs | 61 | ||
| 2.4 Caractéristiques mécaniques et géométriques d'un tube à anode tournante | 62 | ||
| Foyers | 62 | ||
| Foyer(s) thermique(s) ou foyer(s) réel(s) | 62 | ||
| Foyer(s) optique(s) | 62 | ||
| Exigences contradictoires | 62 | ||
| Hétérogénéité des foyers | 62 | ||
| Pente de l'anode | 63 | ||
| Diamètre, vitesse de rotation et configuration du disque | 64 | ||
| 2.5 Données techniques | 64 | ||
| Tensions crêtes | 64 | ||
| Puissance nominale | 64 | ||
| Puissance maximale | 64 | ||
| Capacité thermique maximale | 65 | ||
| Dissipation thermique | 65 | ||
| Spécificités des tubes utilisés en mammographie | 65 | ||
| Optimisation du contraste | 65 | ||
| Optimisation de la définition | 65 | ||
| Caractéristiques géométriques | 65 | ||
| 2.6 Vieillissement et précautions d'utilisation d'un tube radiologique | 65 | ||
| Vieillissement normal | 65 | ||
| Claquage du tube | 65 | ||
| Précautions d'utilisation | 65 | ||
| Sécurisation du tube | 66 | ||
| 3 Principes de base de l'alimentation d'un tube à rayons X | 66 | ||
| 3.1 Quelles sont les fonctions du générateur radiologique ? | 66 | ||
| 3.2 Notions d'électricité et d'électronique | 66 | ||
| Courants du secteur | 66 | ||
| Qu'est-ce qu'un courant électrique ? | 66 | ||
| Courant alternatif monophasé | 66 | ||
| Courant alternatif triphasé | 67 | ||
| Stabilisation de la tension du secteur | 67 | ||
| Transformateur à courant alternatif | 67 | ||
| Redresseur de courant alternatif | 68 | ||
| 3.3 Circuit basse tension : chauffage du filament | 69 | ||
| 3.4 Circuit haute tension : réglage de la différence de potentiel | 69 | ||
| Générateurs classiques | 70 | ||
| Générateurs de moyenne et haute fréquence | 70 | ||
| 3.5 Minuterie d'exposition | 71 | ||
| 4 Optique radiologique et critères qualitatifs | 72 | ||
| 4.1. Relief du faisceau | 72 | ||
| Différences de forme et d'épaisseurs | 72 | ||
| Différences de densité | 72 | ||
| Influence du diffusé | 72 | ||
| Profil d'absorption et profil d'intensité | 73 | ||
| 4.2 Formation géométrique de l'image | 74 | ||
| 4.3 Qualité de l'image | 74 | ||
| Fidélité | 74 | ||
| Contraste | 74 | ||
| Définition | 75 | ||
| Flou géométrique | 76 | ||
| Flou cinétique | 76 | ||
| Flou de diffusé | 78 | ||
| Flou de détection | 78 | ||
| Bilan | 78 | ||
| Bruit de l'image | 78 | ||
| Pouvoir de résolution | 78 | ||
| 5 Éléments technologiques permettant d'améliorer la qualité de l'image | 79 | ||
| 5.1 Diaphragmes et cônes localisateurs | 79 | ||
| 5.2 Air-gap | 79 | ||
| 5.3 Grille antidiffusante | 81 | ||
| Principe de base | 81 | ||
| Constitution | 81 | ||
| Caractéristiques | 82 | ||
| Distance focale | 82 | ||
| Pas de grille (N) | 82 | ||
| Rapport de grille (R) | 82 | ||
| Angle limite (Â) | 82 | ||
| Facteur Bucky (B) | 82 | ||
| Transparence de grille | 82 | ||
| Sélectivité et contraste | 83 | ||
| Règles d'utilisation et choix de grille | 83 | ||
| Respect de la distance focale et du plan de grille | 83 | ||
| Choix de grille | 83 | ||
| 5.4 Dispositifs et moyens de compression | 84 | ||
| 5.5 Filtres compensatoires | 84 | ||
| Filtres compensatoires à la sortie du tube | 84 | ||
| Filtres compensatoires au contact du patient | 85 | ||
| 6 Réglages et contrôle de l'exposition | 86 | ||
| 6.1 Aspects généraux | 86 | ||
| 6.2 Réglage manuel | 87 | ||
| Technique à trois points (réglage libre) | 87 | ||
| Technique à deux points ( automatisme du premier degré) | 87 | ||
| 6.3 Réglage avec cellule | 87 | ||
| Principe et fonction d'un posemètre (cellule) | 87 | ||
| Caractéristiques technologiques des posemètres | 88 | ||
| Technique à deux points (automatisme du deuxième degré) | 88 | ||
| Technique à un point (automatisme du troisième degré) | 89 | ||
| Utilisation pratique d'un posemètre | 89 | ||
| 6.4 Bilan pratique | 89 | ||
| 7 Systèmes de détection de l'image radiante | 90 | ||
| 7.1 Critères de qualité des détecteurs | 90 | ||
| Sensibilité de détection | 90 | ||
| Courbe de réponse | 90 | ||
| Latitude d'exposition ou dynamique de mesure | 91 | ||
| Temps mort | 91 | ||
| Fonction transfert de modulation | 91 | ||
| Efficacité de détection quantique (EDQ) | 91 | ||
| 7.2 Détecteurs utilisés en radiologie | 91 | ||
| 7.3 Principes technologiques des différents systèmes de détection | 91 | ||
| Couple écran-film (CEF) | 91 | ||
| Caractéristiques des écrans renforçateurs | 92 | ||
| Constitution et caractéristiques des films | 92 | ||
| De quels éléments sont constitués les films ? | 93 | ||
| Sensibilité chromatique et lumière inactinique | 93 | ||
| Impression photographique du film ou image latente | 93 | ||
| Courbe de réponse ou de sensitométrie d'un film | 93 | ||
| Caractéristiques qualitatives du couple écran-film | 93 | ||
| Amplificateur de brillance (= intensificateur d'image radiologique, amplificateur de luminance) | 94 | ||
| Principe technique de l'amplificateur de brillance | 94 | ||
| Rôle et influence des différentes focalisations | 95 | ||
| Principe technologique du système de détection secondaire : le capteur CCD | 95 | ||
| Chaîne de fluoroscopie analogique et numérique | 96 | ||
| Exploitation analogique (ancien) | 96 | ||
| Exploitation numérique | 96 | ||
| Utilisation pratique et caractéristiques qualitatives | 96 | ||
| Écrans radioluminescents à mémoire (ERLM) = computed radiography (CR) | 97 | ||
| Composition d'un ERLM | 98 | ||
| Principe de mémorisation et de lecture | 98 | ||
| Phase d'intégration et de mémorisation | 98 | ||
| Phase d'exploitation et de lecture | 98 | ||
| Principe technologique de lecture | 98 | ||
| Avantages et inconvénients | 99 | ||
| Capteurs plans ou détecteurs plans ( direct radiography ou DR) | 99 | ||
| Architecture et principe de la matrice TFT | 99 | ||
| Principe | 99 | ||
| Étapes de lecture de la matrice TFT | 100 | ||
| Capteurs plans à conversion directe | 100 | ||
| Étape 1 : préparation (ou polarisation) du capteur | 100 | ||
| Étape 2 : exposition aux rayons X | 100 | ||
| Étape 3 : lecture TFT et naissance du signal | 100 | ||
| Capteurs plans à conversion indirecte | 101 | ||
| Étape 1 : exposition | 101 | ||
| Étape 2 : conversion en charges électriques | 101 | ||
| Étape 3 : lecture TFT et naissance du signal | 101 | ||
| Données techniques | 101 | ||
| Capteurs associant des capteurs CCD à un écran scintillant | 102 | ||
| 7.4 Bilan des systèmes de détection courants | 102 | ||
| 7.5 Un détecteur et une configuration spécifique : le système EOS 2 | 103 | ||
| Tube radiogène et collimateurs | 103 | ||
| Détecteur = chambre à fils | 104 | ||
| Architecture de détection | 104 | ||
| Principe de détection | 104 | ||
| Statif et mode d'acquisition | 105 | ||
| Mise en place du patient | 105 | ||
| Acquisition des images | 106 | ||
| Avantages et inconvénients de cette méthode | 106 | ||
| Mesures et modélisation 3D | 106 | ||
| Exemples d'applications | 106 | ||
| 8 Systèmes de reprographie | 107 | ||
| 9 Tomographie à balayage linéaire, orthopantomographie et tomosynthèse | 109 | ||
| 9.1 Tomographie à balayage linéaire | 109 | ||
| Principe géométrique de base | 109 | ||
| Choix de l'épaisseur de la coupe tomographique | 109 | ||
| Choix de la hauteur du plan d'étude | 110 | ||
| Bilan | 110 | ||
| 9.2 Orthopantomographie 3 | 110 | ||
| 9.3 Tomosynthèse 4 | 111 | ||
| Principes généraux | 111 | ||
| Méthode de reconstruction | 111 | ||
| Paramètres accessibles | 112 | ||
| Principales indications et perspectives | 112 | ||
| 10 Architecture des salles radiologiques 5 | 114 | ||
| 10.1 Architecture et environnement idéal d'une salle de radiologie « osseuse » | 114 | ||
| Table | 114 | ||
| Potter mural | 114 | ||
| Console de commande du générateur et écran de visualisation | 114 | ||
| Paravent plombé | 114 | ||
| Zone pour radiographies au lit en salle d'examen | 115 | ||
| Porte d'accès à la salle d'examen par la chambre claire | 115 | ||
| Porte d'accès à la salle d'examen par le couloir de circulation des patients et des salles d'attente | 115 | ||
| 10.2 Architecture et environnement d'une salle de radiologie « digestive et urinaire » | 115 | ||
| Table télécommandée à capteur plan grand champ dynamique | 116 | ||
| Fluorographie par capteur plan | 116 | ||
| Fluoroscopie par capteur plan | 116 | ||
| Radioprotection des patients | 116 | ||
| Hauteur minimale du plateau de table | 116 | ||
| Basculement télécommandé à plus ou moins 90° | 116 | ||
| Implantation idéale de la table dans la salle | 116 | ||
| Accès par le côté opposé à la table | 116 | ||
| Paravent plombé | 116 | ||
| Ensemble doubles écrans montés sur bras à suspension plafonnière | 116 | ||
| Local technique | 116 | ||
| Zone de rangement et de préparation | 116 | ||
| Toilettes dédiées | 117 | ||
| Cabine de déshabillage | 117 | ||
| Porte d'accès à la salle par le couloir de circulation des patients et des salles d'attente | 117 | ||
| Rampe de fluides médicaux | 117 | ||
| Cintre porte-tabliers plombés | 117 | ||
| Espace libre sous le plan de travail | 117 | ||
| Meuble bas sous le plan de travail | 117 | ||
| Étagère de rangement pour cônes localisateurs | 117 | ||
| 10.3 Architecture et environnement d'une salle de radiologie cardiovasculaire 6 | 117 | ||
| 11 Règles de radioprotection en radiologie conventionnelle | 118 | ||
| 11.1 Radioprotection du personnel | 118 | ||
| 11.2 Radioprotection des patients | 118 | ||
| 11.3 Calcul de dose et niveaux de références diagnostiques | 119 | ||
| Dose à l'entrée (De) | 119 | ||
| Produit dose surface (PDS) | 119 | ||
| Niveaux de référence diagnostique (NRD) | 119 | ||
| 11.4 Maintenance et contrôle de qualité | 120 | ||
| 12 Évolution du métier de manipulateur en radiologie conventionnelle 7 | 120 | ||
| 12.1 Jusque dans les années 1950 | 120 | ||
| Partie II :\rMédecine nucléaire | 309 | ||
| Chapitre 7.\rGénéralités en médecine nucléaire | 311 | ||
| 1 Introduction | 311 | ||
| 1.1 Qu'est-ce que la médecine nucléaire ? | 311 | ||
| 1.2 Techniques in vitro | 311 | ||
| 1.3 Techniques in vivo | 312 | ||
| À visée thérapeutique | 312 | ||
| À visée diagnostique | 312 | ||
| 2 Radioactivité | 313 | ||
| 2.1 Atome | 313 | ||
| 2.2 Stabilité du noyau et radioactivité | 314 | ||
| Radioactivité α | 315 | ||
| Radioactivité β − | 315 | ||
| Radioactivité β + | 315 | ||
| 2.3 Décroissance radioactive | 315 | ||
| 3 Radiopharmaceutiques | 316 | ||
| 3.1 Quelques définitions | 316 | ||
| Qu'est-ce qu'un radiopharmaceutique ? | 316 | ||
| Qu'est-ce qu'un vecteur ? | 316 | ||
| 3.2 Élaboration du radiopharmaceutique | 316 | ||
| Production du marqueur | 316 | ||
| Marquage du vecteur | 318 | ||
| 3.3 Contrôles qualité | 320 | ||
| Contrôles physiques | 320 | ||
| Contrôles chimiques | 320 | ||
| Autres contrôles | 320 | ||
| 3.4 Prélèvement du radiopharmaceutique | 320 | ||
| 4 Radioprotection en médecine nucléaire | 321 | ||
| 4.1 Zonage et balisage | 321 | ||
| 4.2 Circuit des déchets radioactifs | 321 | ||
| 4.3 Que faire en cas de contamination ? | 322 | ||
| 4.4 Niveaux de référence diagnostiques (NRD) en médecine nucléaire | 322 | ||
| 4.5 Moyens de radioprotection | 323 | ||
| Pour le personnel | 323 | ||
| Pour le patient | 325 | ||
| Bibliographie | 326 | ||
| Chapitre 8.\rTechnologie des appareillages | 327 | ||
| 1 Gamma caméra | 327 | ||
| 1.1 Historique | 327 | ||
| 1.2 Caméra à scintillation d'Anger | 327 | ||
| Collimation | 327 | ||
| Collimateurs à canaux parallèles | 328 | ||
| Collimateurs à canaux obliques ou en éventail ou fan beam | 329 | ||
| Collimateurs sténopés ou pin hole | 329 | ||
| Cristal | 330 | ||
| Guide de lumière | 331 | ||
| Photomultiplicateur | 331 | ||
| Circuits de positionnement | 332 | ||
| Circuits de spectrométrie | 333 | ||
| 1.3 TEMP-TDM | 333 | ||
| 1.4 Caméra à semi-conducteurs | 334 | ||
| 2 Les différents modes d'acquisition et leurs paramètres | 336 | ||
| 2.1 Mode statique ou planaire | 336 | ||
| 2.2 Mode dynamique | 336 | ||
| 2.3 Mode balayage | 336 | ||
| 2.4 Mode tomographique | 338 | ||
| 2.5 Mode synchronisé | 338 | ||
| 3 Reconstructions des images tomographiques | 338 | ||
| 3.1 Reconstruction des images tomographiques par rétroprojection filtrée (aussi appelée méthode analytique) | 338 | ||
| 3.2 Reconstruction des images tomographiques par la méthode itérative | 339 | ||
| 4 Paramètres influençant la qualité des images | 341 | ||
| 4.1 Liés à la caméra | 341 | ||
| 4.2 Liés au radiotraceur | 343 | ||
| Exemples | 344 | ||
| 4.3 Liés au patient | 344 | ||
| 5 Tomographie par émission de positons | 344 | ||
| 5.1 Historique | 344 | ||
| 5.2 Principe physique | 344 | ||
| 5.3 Radiopharmaceutiques utilisés | 345 | ||
| Fluoro-désoxy-glucose (FDG) | 345 | ||
| Métabolisme glucidique cellulaire | 345 | ||
| Captation cellulaire du FDG | 346 | ||
| Diversification des radiopharmaceutiques | 346 | ||
| 5.4 Technologie des installations TEP-TDM | 346 | ||
| Cristal et couronne de détecteurs | 346 | ||
| Détection en coïncidence | 347 | ||
| Coïncidences vraies | 349 | ||
| Coïncidences diffusées | 349 | ||
| Coïncidences aléatoires ou fortuites | 349 | ||
| Technologie « temps de vol » ( time of flight ou TOF) | 349 | ||
| Correction d'atténuation | 350 | ||
| Standardized uptake value (SUV) | 351 | ||
| Synchronisations respiratoire et cardiaque | 352 | ||
| Synchronisation respiratoire | 352 | ||
| Synchronisation cardiaque | 352 | ||
| Simulations pour la radiothérapie | 352 | ||
| 5.5 Modalités d'examen au 18 F-FDG | 354 | ||
| 5.6 Exemples de fixations physiologiques ( figure 8.47) | 356 | ||
| 6 TEP-IRM | 356 | ||
| 6.1 Présentation | 356 | ||
| 6.2 Les différentes architectures TEP-IRM | 357 | ||
| TEP-IRM « côte à côte » | 357 | ||
| TEP-IRM en configuration alignée | 357 | ||
| Architecture hybride : TEP-IRM intégrée | 357 | ||
| 6.3 Problèmes de correction d'atténuation | 357 | ||
| 6.4 Avantages et perspectives | 358 | ||
| 6.5 Inconvénients et limites | 358 | ||
| Bibliographie | 358 | ||
| Partie III :\rRadiothérapie | 359 | ||
| Chapitre 9.\rSpécificités de la radiothérapie | 361 | ||
| 1 Historique | 361 | ||
| 1.1 Argumentaire | 361 | ||
| 1.2 Découvertes scientifiques et « premiers pas » de la spécialité | 361 | ||
| 1.3 Prise de conscience | 361 | ||
| 1.4 Naissance de la dosimétrie | 361 | ||
| 1.5 Évolution des techniques de traitement | 361 | ||
| Radiothérapie externe au radium | 362 | ||
| Radiothérapie dite conventionnelle | 362 | ||
| Accélérateurs de particules | 362 | ||
| Télécobalthérapie | 362 | ||
| Nouvelle génération d'accélérateurs | 363 | ||
| 2 Définitions | 363 | ||
| 2.1 Définition de la radiothérapie | 363 | ||
| 2.2 Caractéristiques des radiations ionisantes utilisées | 363 | ||
| Qualité | 363 | ||
| Origine | 363 | ||
| Classification | 363 | ||
| 2.3 Techniques d'application | 364 | ||
| Radiothérapie externe | 364 | ||
| Curiethérapie | 364 | ||
| Classification des techniques d'application | 364 | ||
| 2.4 Indications | 364 | ||
| Spécialités médicales concernées | 364 | ||
| Objectifs de la radiothérapie anticancéreuse | 364 | ||
| 3 Réglementation | 365 | ||
| 3.1 Structures administratives | 365 | ||
| 3.2 Équipements | 365 | ||
| Définition | 365 | ||
| Indices de besoins | 365 | ||
| 3.3 Dispositions et recommandations ministérielles | 366 | ||
| Activité | 366 | ||
| Équipements | 366 | ||
| Ressources humaines | 366 | ||
| Pluridisciplinarité | 366 | ||
| Accès à l'imagerie | 366 | ||
| Dossier patient en radiothérapie | 366 | ||
| Qualité des soins | 366 | ||
| 4 Organisation du service de radiothérapie | 367 | ||
| 4.1 Plateau technique | 367 | ||
| Salles de traitement | 367 | ||
| Unité de préparation des traitements | 367 | ||
| Unité de radiophysique | 367 | ||
| 4.2 Organisation des soins | 367 | ||
| Accueil et secrétariat | 367 | ||
| Unités de consultation | 367 | ||
| Chapitre 10.\rAccélérateur linéaire médical | 369 | ||
| 1 Avènement des accélérateurs | 369 | ||
| 1.1 Problématique | 369 | ||
| 1.2 Évolution | 369 | ||
| 2 Technologie des accélérateurs linéaires d'électrons | 369 | ||
| 2.1 Synoptique d'un accélérateur | 370 | ||
| 2.2 Production des électrons : canon à électrons | 370 | ||
| Tube à vide | 370 | ||
| Cathode | 370 | ||
| Anode | 371 | ||
| Grille de contrôle | 371 | ||
| 2.3 Groupement des électrons : buncher | 371 | ||
| 2.4 Accélération des électrons : section accélératrice | 372 | ||
| Architecture du système | 372 | ||
| Structure à onde progressive | 373 | ||
| Structure à onde stationnaire | 373 | ||
| Comment assurer la précision des énergies ? | 374 | ||
| Comment limiter les échauffements ? | 374 | ||
| Options | 375 | ||
| 2.5 Production de l'onde haute fréquence : magnétron ou klystron | 375 | ||
| Caractéristiques d'une onde électromagnétique | 375 | ||
| Magnétron | 375 | ||
| Klystron | 376 | ||
| 2.6 Alimentation : le modulateur | 376 | ||
| 2.7 Déviation et tri des électrons : tête de déviation | 377 | ||
| Focalisation | 377 | ||
| Tri | 377 | ||
| Sortie | 377 | ||
| 2.8 Genèse des faisceaux de traitement : tête radiogène | 378 | ||
| Mode « électrons » | 378 | ||
| Système à balayage | 378 | ||
| Système à diffusion | 378 | ||
| Mode « photons » | 378 | ||
| Comment produire des photons ? | 378 | ||
| Quelles sont les particularités du faisceau de photons ? | 379 | ||
| Géométrie des faisceaux | 379 | ||
| Contrôle des faisceaux | 380 | ||
| 3 Géométrie des accélérateurs linéaires | 380 | ||
| 3.1 Vue d'ensemble | 380 | ||
| 3.2 Paramètres liés au statif | 381 | ||
| Rotation du bras | 381 | ||
| Rotation du collimateur | 381 | ||
| Ouverture du collimateur | 381 | ||
| 3.3 Paramètres liés à la table | 381 | ||
| Plan de la table | 381 | ||
| Rotations de la table | 383 | ||
| Mouvements de la table | 383 | ||
| 3.4 Plans de référence | 383 | ||
| Plan horizontal | 383 | ||
| Plan vertical axial | 384 | ||
| Plan vertical longitudinal | 384 | ||
| Finalité : isocentre | 384 | ||
| 4 Modificateurs de faisceaux | 384 | ||
| 4.1 Définitions | 384 | ||
| 4.2 « Caches » | 384 | ||
| Argumentaire et définition | 384 | ||
| Caches standard | 384 | ||
| Caches personnalisés | 385 | ||
| Collimateur multilames | 385 | ||
| 4.3 « Bolus » | 386 | ||
| Argumentaire et définition | 386 | ||
| Matériaux utilisés | 386 | ||
| En pratique | 386 | ||
| 4.4 « Filtres en coin » | 387 | ||
| Argumentaire | 387 | ||
| Définition | 387 | ||
| Le filtre en coin est défini par son angle d'isodose | 387 | ||
| Le filtre en coin est défini par son facteur coin | 387 | ||
| Utilisation | 387 | ||
| Évolution | 387 | ||
| Contrôles | 388 | ||
| Chapitre 11.\rDosimétrie en radiothérapie | 389 | ||
| 1 Fondements | 389 | ||
| 1.1 Définition | 389 | ||
| 1.2 Argumentation | 389 | ||
| 1.3 Compétence | 389 | ||
| 1.4 Instruments de mesure | 389 | ||
| 2 Dosimétrie des faisceaux de photons 12 | 390 | ||
| 2.1 Dose sur l'axe du faisceau | 390 | ||
| Rendement en profondeur | 390 | ||
| Étude des courbes de rendement en profondeur | 390 | ||
| Variation du rendement en profondeur | 391 | ||
| Quelle est l'influence de l'énergie ? | 391 | ||
| Quelle est l'influence de l'ouverture du collimateur ? | 391 | ||
| Quelle est l'influence de la distance ? | 391 | ||
| 2.2 Dose dans un plan perpendiculaire à l'axe | 391 | ||
| 2.3 Dose dans le volume irradié | 392 | ||
| Principes de base | 392 | ||
| Courbes isodoses | 392 | ||
| 3 Dosimétrie des faisceaux d'électrons | 392 | ||
| 3.1 Rendement en profondeur | 393 | ||
| 3.2 Courbes isodoses | 394 | ||
| 4 En dosimétrie clinique | 394 | ||
| 4.1 Obliquité de la surface d'entrée | 394 | ||
| 4.2 Hétérogénéités | 394 | ||
| Chapitre 12.\rApplication aux traitements en radiothérapie externe | 395 | ||
| 1 Maladie cancéreuse | 395 | ||
| 1.1 Définitions | 395 | ||
| 1.2 Cancérogenèse | 395 | ||
| 1.3 Caractères des cellules cancéreuses | 395 | ||
| 1.4 Évolution de la maladie | 395 | ||
| Extension locale | 395 | ||
| Infiltration des cellules cancéreuses | 396 | ||
| Extension à distance | 396 | ||
| 1.5 Diagnostic | 396 | ||
| 1.6 Approche thérapeutique | 396 | ||
| 2 Prescription médicale | 397 | ||
| 2.1 Prescription de la radiothérapie | 397 | ||
| 2.2 Prescription du volume à traiter | 397 | ||
| Contexte | 397 | ||
| Définition et construction des volumes | 397 | ||
| Radiothérapie « conformationnelle » | 398 | ||
| En pratique | 398 | ||
| 2.3 Prescription de la dose | 399 | ||
| Dose totale | 399 | ||
| Étalement | 400 | ||
| Fractionnement | 400 | ||
| En pratique | 400 | ||
| 3 Installation du patient | 400 | ||
| 3.1 Objectifs et contraintes (problématique) | 400 | ||
| Objectifs | 400 | ||
| Contraintes | 400 | ||
| Les contraintes sont liées au patient et à la technique d'irradiation | 400 | ||
| Quels sont les paramètres du bon positionnement intégrant le confort et la reproductibilité ? | 401 | ||
| 3.2 Solutions | 401 | ||
| Positionnement du patient | 401 | ||
| Confort physique du patient | 401 | ||
| Reproductibilité | 401 | ||
| En pratique | 401 | ||
| Localisation au niveau du cou | 401 | ||
| Localisation au niveau du pelvis | 402 | ||
| Localisation au niveau du thorax | 402 | ||
| 4 Définition de la position de l'isocentre | 402 | ||
| 4.1 Technique DSP | 402 | ||
| 4.2 Technique DSA | 403 | ||
| 5 Simulation virtuelle et dosimétrie informatisée | 403 | ||
| 5.1 Définitions | 403 | ||
| 5.2 Évolution de la pratique | 404 | ||
| 5.3 Méthodologie | 404 | ||
| 5.4 Choix de la balistique | 404 | ||
| Problématique | 404 | ||
| Simulation du traitement | 405 | ||
| Dosimétrie | 405 | ||
| Exemple d'étude dosimétrique | 406 | ||
| Finalité : dosimétrie clinique | 408 | ||
| 5.5 Système de planification des traitements (TPS) | 408 | ||
| 5.6 Transfert des paramètres | 408 | ||
| 5.7 Fichiers constituant le dossier technique | 408 | ||
| 6 En pratique : modalité de traitement, radiothérapie conformationnelle avec modulation d'intensité 13 | 409 | ||
| 6.1 Principe de la radiothérapie conformationnelle avec modulation d'intensité | 409 | ||
| 6.2 Planification inverse | 410 | ||
| 6.3 Comparaison RTC-3D et RCMI | 410 | ||
| 6.4 Réalisation de la modulation d'intensité | 410 | ||
| Faisceaux stationnaires | 410 | ||
| RCMI rotationnelle 14 | 411 | ||
| Surveillance et contrôle | 412 | ||
| Contrôle qualité | 412 | ||
| Avant le traitement | 412 | ||
| En cours de traitement | 412 | ||
| Intérêts de la technique RCMI | 413 | ||
| Typologie des techniques de RCMI ( tableau 12.6): la tomothérapie | 413 | ||
| Historique | 413 | ||
| Principe | 413 | ||
| Équipement | 413 | ||
| Préparation du traitement | 413 | ||
| Déroulement du traitement | 413 | ||
| Objectif | 414 | ||
| Conclusion | 414 | ||
| 7 En pratique : modalité de traitement stéréo-radiothérapie 15 | 414 | ||
| 7.1 En théorie | 415 | ||
| 7.2 Particularité de la prescription médicale | 415 | ||
| 7.3 Techniques de traitement | 416 | ||
| 7.4 Importance du repositionnement | 416 | ||
| 7.5 Avantages et contraintes de la technique | 416 | ||
| Avantages | 416 | ||
| Contraintes | 417 | ||
| 8 Traitement et surveillance | 417 | ||
| 8.1 Médecin radiothérapeute | 417 | ||
| 8.2 Personne spécialisée en radiophysique médicale | 417 | ||
| 8.3 Manipulateur | 417 | ||
| 8.4 Systèmes d'aide au positionnement et radiothérapie guidée par l'image 16 | 419 | ||
| Partie IV : Radiobiologie et radioprotection\r | 421 | ||
| Chapitre 13.\rRadiobiologie | 423 | ||
| 1 Définitions | 423 | ||
| 1.1 Naissance de la radiobiologie – historique | 423 | ||
| 1.2 Définition de la radiobiologie | 425 | ||
| 2 Interactions des rayonnements ionisants avec la matière | 425 | ||
| 2.1 Effets physiques | 425 | ||
| Particules chargées (électrons) | 425 | ||
| Particules chargées (particules α) | 425 | ||
| Particules non chargées (neutrons) | 425 | ||
| Dans le cas des neutrons rapides (E > 1 keV) | 426 | ||
| Dans le cas des neutrons lents (E < 1 keV) | 426 | ||
| Photons (rayons X, rayons γ) | 426 | ||
| Effet photoélectrique | 426 | ||
| Effet Compton | 426 | ||
| Effet de matérialisation | 426 | ||
| Répartition des interactions | 426 | ||
| 2.2 Effets chimiques | 427 | ||
| Rappels sur les constituants du tissu vivant | 427 | ||
| Modalités des interactions au niveau moléculaire | 427 | ||
| Effets directs | 427 | ||
| Effets indirects | 427 | ||
| Résultats au niveau de la molécule d'ADN | 427 | ||
| 3 Effets cellulaires suite à une irradiation | 428 | ||
| 3.1 Réparation | 428 | ||
| Réparation fidèle | 429 | ||
| Réparation fautive | 429 | ||
| 3.2 Mort cellulaire | 429 | ||
| 3.3 Récapitulatif des effets cellulaires | 431 | ||
| 4 Effets tissulaires suite à une irradiation | 431 | ||
| 4.1 Types d'effets | 431 | ||
| 4.2 Radiosensibilité des tissus | 431 | ||
| 4.3 Délais d'apparition | 432 | ||
| Effets tissulaires précoces | 432 | ||
| Effets tissulaires tardifs | 432 | ||
| 5 Étude de différents tissus ou organes | 432 | ||
| 5.1 Peau | 432 | ||
| Argumentaire | 432 | ||
| Épiderme | 432 | ||
| Derme et hypoderme | 432 | ||
| Gravité des effets cutanés | 432 | ||
| Différents stades | 433 | ||
| Classification des effets cutanés | 434 | ||
| Fractionnement | 434 | ||
| Cas particulier de la pilosité | 434 | ||
| 5.2 Muqueuses | 434 | ||
| Argumentaire | 434 | ||
| Appareil digestif | 434 | ||
| Appareil respiratoire | 434 | ||
| Appareil urogénital | 435 | ||
| 5.3 Gonades | 435 | ||
| Chez l'homme | 435 | ||
| Chez la femme | 435 | ||
| Récapitulatif des effets | 436 | ||
| Reins | 436 | ||
| Foie | 436 | ||
| Thyroïde | 436 | ||
| 5.4 Glandes salivaires | 436 | ||
| 5.5 Squelette | 436 | ||
| Argumentaire | 436 | ||
| Cas particulier de la moelle osseuse | 437 | ||
| 5.6 Système nerveux | 437 | ||
| Argumentaire | 437 | ||
| Classification des effets | 437 | ||
| Spécificités des effets liés au système nerveux central | 437 | ||
| Cas particulier de l'œil | 438 | ||
| 5.7 Cœur et les vaisseaux | 438 | ||
| Argumentaire | 438 | ||
| Radiosensibilité du cœur | 438 | ||
| Radiosensibilité des vaisseaux | 438 | ||
| 6 Cas de l'irradiation globale | 438 | ||
| 6.1 Syndrome d'irradiation globale aiguë | 439 | ||
| 6.2 Irradiation corporelle totale médicale | 439 | ||
| But du traitement | 439 | ||
| Protocoles | 439 | ||
| 6.3 Irradiations répétées à faibles doses | 439 | ||
| 7 Cas de l'irradiation in utero | 439 | ||
| 7.1 Différents stades de développement du fœtus | 440 | ||
| Période préimplantatoire | 440 | ||
| Période d'organogenèse | 440 | ||
| Période fœtale | 440 | ||
| 7.2 Risques | 440 | ||
| 8 Cas de l'irradiation de tissus cancéreux | 440 | ||
| 8.1 Courbes de croissance tumorale | 440 | ||
| 8.2 Quelles sont les caractéristiques des cellules cancéreuses face à une irradiation ? | 441 | ||
| 8.3 Quelle dose pour le contrôle tumoral ? | 441 | ||
| Chapitre 14.\rRadioprotection | 443 | ||
| 1 Définition de la radioprotection | 443 | ||
| 1.1 Définitions | 443 | ||
| 1.2 Principes | 443 | ||
| 2 Historique | 443 | ||
| 2.1 Naissance du principe de radioprotection | 444 | ||
| 2.2 Commission internationale de protection radiologique : ses avancées | 444 | ||
| Son statut, sa vocation | 444 | ||
| Chronologie des principales publications de la CIPR | 444 | ||
| 3 Cadre institutionnel | 445 | ||
| 3.1 Principales institutions | 445 | ||
| 3.2 Comment naît la législation nationale ? | 445 | ||
| 3.3 Quels sont les principaux textes en application ? | 446 | ||
| 4 Dose et exposition | 446 | ||
| 4.1 Schéma général d'une irradiation | 446 | ||
| 4.2 Énergie du rayonnement | 446 | ||
| 4.3 Exposition | 448 | ||
| 4.4 Dose absorbée | 448 | ||
| 4.5 Kerma | 448 | ||
| 4.6 Dose équivalente | 448 | ||
| 4.7 Dose efficace | 449 | ||
| 4.8 Dose efficace engagée | 449 | ||
| 4.9 Dose efficace collective | 450 | ||
| 5 Réglementation et normes | 450 | ||
| 5.1 Quelle est l'importance de l'irradiation médicale ? | 450 | ||
| 5.2 Quelles normes en cas de risque d'exposition ? | 451 | ||
| Catégories de personnes | 451 | ||
| Doses limites | 451 | ||
| 5.3 Comment gérer le risque professionnel ? | 451 | ||
| Zonage radiologique | 451 | ||
| Suivi et surveillance | 452 | ||
| 6 En pratique | 452 | ||
| 6.1 Trois règles de base | 453 | ||
| Distance | 453 | ||
| Interposition d'écrans | 453 | ||
| Réduction du temps d'exposition | 454 | ||
| 6.2 Mesures complémentaires | 454 | ||
| Formation du personnel | 454 | ||
| Contrôles de qualité | 454 | ||
| Pratique professionnelle | 454 | ||
| Glossaire | 457 | ||
| Index | 461 | ||
| Imprint\r | 467 |