Cone beam

Les anglophones le dénomment aussi « C-arm CT », « cone beam volume CT », ou « flat panel CT ».

Le cone beam apparait en 1994.
Cette technologie est d'abord commercialisée en Europe en 1996 par QR s.r.l. avec le NewTom 9000, puis sur le marché américain à partir de 2001[2].

Le 25 octobre 2013, lors du Festivale della Scienza à Gênes (Italie), les découvreurs de ce procédé (Attilio Tacconi, Piero Mozzo, Daniele Godi et Giordano Ronca) ont reçu un prix pour leur invention, rapidement considérée comme révolutionnaire car ayant changé le panorama mondial de la radiologie dentaire[3] - [4] - [5].

D’abord très utilisé pour l’examen des sinus, il est de plus en plus requis par la médecine dentaire.

Le cone beam intégré est aussi devenu un outil important pour le positionnement du patient lors de radiothérapies guidées par image (ou « IGRT » pour « Image-guided radiation therapy (en) »).

Illustrations

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  Image axiale historique (1^er Cone-Beam 3D Scan fait le 1^er juillet 1994[6]
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  Image axiale historique (1^er Cone-Beam 3D Scan fait le 1^er juillet 1994
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  Image axiale historique (1^er Cone-Beam 3D Scan fait le 1^er juillet 1994
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  Notes originales sur le 1^er Cone-Beam 3D Scan fait le 1^er juillet 1994

Le cone beam met bien en évidence les os, les dents ainsi que les cartilages, les structures crâniennes osseuses (en particulier les sinus, l'ossature maxillo-faciale et la dentition). Il est utile pour l’étude de détail d’articulations (poignets, chevilles…).
Ses indications sont donc assez larges et concernent diverses disciplines, avec principalement la chirurgie maxillo-faciale, l’orthopédie, l’ORL, et la médecine dentaire pour laquelle il offre un large spectre d’applications. Le cone beam facilite en particulier grandement l'implantologie par une évaluation fine du volume osseux, de la position des nerfs et d’autres structures anatomiques sensibles. La modélisation 3D facilite la taille, la forme et la pose d’implants les mieux adaptés à la morphologie du patient, implants dont le positionnement peut être simulé visuellement dans le modèle 3D.

Le cone beam dépasse le panoramique dentaire ou le scanner pour les tissus durs, mais présente quelque défauts ou limites :

• il ne montre pas les tissus mous ; sa faible dosimétrie se traduit par une faible résolution en contraste le rendant peu efficient pour l’évaluation de la densité (le scanner reste donc utile) ;
• il nécessite un temps de latence (mise en place de l’engin, acquisition d'image + reconstruction logicielle de l’image qui prend 1 minute au moins à cause de la nécessité d’utiliser des algorithmes complexes de reconstruction (alors que la Tomodensitométrie classique (MDCT) donne une image en « temps réel »).
  L’utilisation du faisceau conique est beaucoup plus exigeante en calcul[7] - [8] ;
• par rapport au MDCT, la collimation plus large se traduit par un rayonnement de dispersion accru et donc une certaines dégradation de la qualité d'image (artefacts et rapport contraste/bruit réduit). La résolution temporelle des détecteurs d'iodure de césium des CBCT ralentit le temps d'acquisition de données (5 à 20 secondes selon le matériel et la portion du corps étudiée). Ceci augmente « l'artefact de mouvement » ;
• cet outil émet des rayonnements ionisants et ne peut donc être utilisé que brièvement pour chaque patient (voir plus bas).

Il existe maintenant des dizaines de modèles. Parmi les principaux systèmes commercialisés (qui diffèrent notamment pour la durée de la rotation, le nombre de projections acquises, la qualité de l’image et le temps nécessaire à la reconstitution 3D par le logiciel[8]) figurent :

• C-arm CBCT (États-Unis) ;
• DynaCT (Siemens Medical Solutions, Forchheim, Allemagne) ;
• XperCT (Philips Medical Systems, Eindhoven, Pays-Bas) ;
• Innova CT (GE Healthcare, Waukesha, Wisconsin).

La dosimétrie globale du cone beam est intermédiaire entre celle du scanner (plus irradiant) et celle du panoramique dentaire (moins irradiant) .

Il permet de focaliser le faisceau sur le seul champ d’examen sur la zone à étudier (par exemple un groupe de dents, ou une mâchoire), réduisant l’irradiation du reste du crâne.

Ils sont du même type que pour toute radiographie.

La dose totale de rayonnement d’un cone beam sera toutefois généralement inférieure aux autres examens radiologiques (qui couvrent une zone plus large), mais tout en dépassant — et de plusieurs fois — la dose reçue en cas d’examens dentaires conventionnels aux rayons X[13] - [14] - [15] - [16]. Ces doses sont parfois injustement comparées à celle qu'un individu recevrait lors d’un vol d'avion de longue durée, mais cette comparaison ne tient pas compte du fait que la dose de CBCT n'est appliquée qu'à une section très étroite du corps.

Les risques induits par les radiations sont a priori nettement plus élevés pour les enfants et les adolescents, qui sont en pleine croissance et ont devant eux une durée de vie plus longue permettant à des cancers d’émerger ; et ils sont proportionnellement plus sensibles à des erreurs dues à l'exposition. Les enfants ont en outre un risque estimé d'incidence du cancer et de mortalité par unité de dose de rayonnement ionisant plus élevé[17]. Il est donc recommandé que les enfants et adolescents ne subissent que l’exposition médicalement nécessaire[18].

Une éventuelle grossesse doit être signalée au médecin et à l'opérateur.

Le cone beam doit répondre à certaines normes, comporter un blindage contre les radiations et, comme tous les outils de radiographie, son usage est réglementé.

Les bonnes pratiques recommandent d’utiliser le FOV le plus petit possible, la plus petite taille de voxel, le réglage mA le plus bas et le temps d'exposition le plus court en conjonction avec un mode d'acquisition pulsé[19]. Sauf pour certains métiers (industrie nucléaire, certains militaires…), il appartient au patient de conserver un registre de son exposition radiologique à vie et de peser les risques par rapport aux avantages.