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Université de Technologie de Compiègne

DESS "Technologies Biomédicales Hospitalières"

Liste des Projets et Stages

Référence à rappeler : 
L'avenir de la radiologie analogique, Chiou KHAMPHENG et Sébastien TAUPIAC, Projet DESS "TBH", UTC, 2000, pp75
URL : https://www.utc.fr/~farges/DESS_TBH/99-00/Projets/Radionum/Radionum.htm 
 
Chiou KHAMPHENG
Sébastien TAUPIAC
Résumé

Radiologues, ingénieurs hospitaliers et personnels médicaux s'accordent à dire aujourd'hui que la numérisation de l'image apporte de nouvelles possibilités et un certain nombre d'avantages par rapport à la radiologie conventionnelle.
Parallèlement, les évolutions récentes de la réglementation en radiologie médicale (Arrêté 2950 et Directives Euratom) incitent les établissements à s'orienter dans la voie d'une radiologie plus "propre" et moins ionisante pour le patient et les personnels soignants.
La numérisation est peut-être une solution potentielle, toutefois il apparaît indispensable d'en évaluer les implications structurelles (évolution du secteur de la santé et politique d'établissement), technologiques et médicales (adaptation de l'offre du marché aux besoins), organisationnelles (restructuration du service de radiologie) et futures (maintenance, contrôle qualité, évolutivité des installations et des réseaux).

Mots clé: Réglementation, Radiologie, Numérisation, Biomédical.
Abstract

Radiologists, medical personal and hospitable engineers agree to tell today that the digitalisation of the image brings new possibilities and a certain number of advantages as compared to the conventional radiology.
Similarly, recent evolution of the regulation in medical radiology (Decree 2950 and Directive Euratom) incite establishments to orient in the way of a radiology more "clean" and less ionising for the patient and medical staff.
The digitalisation is perharps a potential solution, nevertheless it appears indispensable to evaluate some structural implications (evolution of Health and policy of establishment), technological and medical (adaptation of the offer of the market to needs), organizational (restructuring of the service of radiology) and future (maintenance, quality control, evolution of installations and systems).

Keywords:Regulation, Radiology, Digital Radiography, Biomedical.

REMERCIEMENTS

Nous tenons, tout d'abord, à remercier Monsieur Georges Chevallier, responsable du DESS « Technologies Biomédicales  Hospitalières » de l'UTC, pour ses conseils et sa disponibilité, ainsi que l'ensemble du corps enseignant.

Cette étude aura pu être réalisée grâce à la collaboration des différents personnels des services biomédicaux et radiologiques des établissements cités en exemple.

 Nous remercions l'ensemble des fournisseurs pour leurs explications et leurs documentations techniques et commerciales.
 

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SOMMAIRE

REMERCIEMENTS

SOMMAIRE

INTRODUCTION
 

I/ EVOLUTION DE L'IMAGERIE MEDICALE DANS LE SYSTEME DE SANTE

I.A. LES DIFFERENTES TECHNIQUES D'IMAGERIE MEDICALE

I.B. IMAGERIE MEDICALE, ETABLISSEMENT ET SYSTEME DE SANTE
    I.B.1. Orientations de l'hôpital et choix technologiques
    I.B.2. L'évolution organisationnelle de l'hôpital au sein du système de santé
 

II/ LES DIFFERENTS SUPPORTS NUMERIQUES EN IMAGERIE MEDICALE

II.A. L'INTEGRATION DE LA NUMERISATION
    II.A.1. L'architecture du site
    II.A.2. La définition des besoins
    II.A.3. Le marché de la numérisation

II.B. LES TECHNOLOGIES D'ACQUISITION NUMERIQUE EN RADIOLOGIE CONVENTIONNELLE
    II.B.1. La fluorographie numérique
    II.B.2. Les écrans radio luminescents à mémoire (ERLM)
    II.B.3. La numérisation secondaire des films radiographiques
    II.B.4. Les capteurs à CCD
    II.B.5. Les détecteurs matriciels au sélénium (conversion directe)
    II.B.6. Les détecteurs matriciels au silicium amorphe
    II.B.7. Le système à fils de Georges Charpak (procédé expérimental)

II.C. LES APPLICATIONS MEDICALES

II.D. APPROCHE ECONOMIQUE

II.E. BILAN
 

III/ DE L'IMAGE NUMERIQUE AU PACS

III.A. LA CONSTITUTION D'UN RESEAU D'IMAGERIE MEDICALE

III.B. LES ELEMENTS  CLES D'UN PACS
    III.B.1. Archivage et stockage de l'information
    III.B.2. Le transfert d'image en réseau
     III.B.2.1. Le choix du réseau de transport
     III.B.2.2. La norme de communication DICOM
    III.B.3. Avantages et inconvénients

III.C. CONSEILS ET FORMATION UTILISATEURS

III.D. EVOLUTIVITE DES INSTALLATIONS

III.E. BILAN
 

IV/ REGLEMENTATION ET LEGISLATION

IV.A. LES DIRECTIVES EURATOM

    IV.A.1. Equipements requis par la Directive Euratom
    IV.A.2. Orientations en terme d'imagerie médicale

    IV.A.3. Maintenance et contrôle qualité
     IV.A.3.1.  Maintenance et contrats de maintenance
     IV.A.3.2. Le contrôle qualité

IV.B. L'ARRETE 2950

    IV.B.1. Présentation
     IV.B.1.1. Contrôler les effluents (eaux de rinçage)
     IV.B.1.2. Application de l'arrêté en fonctionnement normal

    IV.B.2. Quelles solutions ?
     IV.B.2.1. Mise en conformité des installations existantes
     IV.B.2.2. Numérisation et repographies à sec

IV.C. LE PMSI ET LA TARIFICATION DES ACTES

IV.D. DEMARCHE QUALITE ET ACCREDITATION
 

V/ ETUDE DE CAS

V.A. ETABLISSEMENT A
    V.A.1  Réponse à l'arrêté 2950
    V.A.2. Le projet de numérisation
    V.A.3. Bilan et perspectives

V.B.ETABLISSEMENT B
 

CONCLUSION
 

BIBLIOGRAPHIE

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INTRODUCTION


       Le progrès technique remet régulièrement en cause l'organisation de la société sous toutes ses formes. Le domaine de la santé est un excellent exemple où se retrouvent plus nettement qu'ailleurs les pesanteurs intellectuelles, administratives, sociétales car le simple critère économique pour imposer le changement n'existe pas ou plutôt se retrouve mélangé à d'autres facteurs moinsmesurables et peut-être moins objectifs.

       Dans cette étude, un aspect de l'impact du progrès technique sur le système de santé a été abordé de façon concrète par une réflexion sur l'avenir à moyen terme de la radiologie conventionnelle analogique. Cette question est intéressante pour un ingénieur biomédical, qui de par sa fonction, doit éclairer les choix de sa direction et du corps médical en particulier à l'occasion de l'élaboration des plans d'équipement. C'est une question d'autant plus captivante qu'elle s'inscrit dans le cadre de trois évolutions fondamentales : la montée en puissance des autres techniques d'imagerie médicale (échographie, IRM), le développement des techniques de numérisation et des réseaux d'image, et la sensibilité croissante aux préoccupations écologiques.

       Pour compliquer davantage l'analyse, l'attente du corps médical et des patients évolue non seulement en raison des progrès des techniques  biomédicales, mais également parce que la société s'organise différemment. Les moyens de transport, l'évolution rapide des moyens d'information (Internet en particulier) jouent un rôle non négligeable dans l'évaluation de l'efficacité du système de santé.

Ce rapport traitera successivement des points suivants :

L'importance du rôle du service biomédical dans l'organisation de ces réflexions sera mise en avant car celui-ci devra permette de dégager à moyen terme une  stratégie en phase avec les besoins des patients, les exigences du corps médical, les nécessités de respecter l'environnement et l'obligation de n'engager que des dépenses raisonnables.

Ces réflexions sont résumées au sein d'une démarche de projet (figure 1.1).
 

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I/ Evolution de l'imagerie médicale dans le système de santé

La radiologie conventionnelle demeure la technique d'imagerie médicale prépondérante (plus de 50% de part de marché, en terme d'actes, en 1999).
 
Modalité
1982
1994
1999
Radiologie Conventionnelle
87,0 %
73,0 %
50 %
Scanner
2,5 %
5,8 %

 

Echographie Doppler
10,5 %
20,5 %

 

IRM
0,0 %
0,6 %

 

 Répartition du nombre des actes effectués en imagerie médicale en France (source : SNITEM)

Cette diminution progressive de la radiologie conventionnelle au profit de technologies non irradiantes et numérisées, marque t-elle une disparition à long terme des rayons X découverts par Röntgen en 1895 ?
Ces perspectives s'expliquent à la fois par une évolution des différentes techniques d'imagerie mais également par la place qu'occupe aujourd'hui le service d'imagerie au sein de l'hôpital, lui-même acteur du système de santé.

I.A. Les différentes techniques d'imagerie médicale

Six critères ont été définis afin d'établir une présentation des différentes techniques d'imagerie médicale :

·        Le principe physique,
·        La qualité de l'image (Résolution),
·        L'invasivité,
·        Les limites,
·        Le domaine applicatif.

Un tableau (Annexe I)  présente l'ensemble de ces éléments.

L'existence de ces différentes techniques d'imagerie [1] doit permettre d'adapter l'outil médical au besoin considéré (Annexe II). Si l'imagerie par rayons X n'est pas remise en cause, de nouvelles voies s'ouvrent aujourd'hui au travers des récentes évolutions de l'échographie et de l'IRM [2], technologies où l'image est directement numérisée.

L'échographie tend à supplanter la radiologie pour les examens du foie et des voies biliaires (suppression des liquides de scintigraphie ou des produits de contraste), dans l'étude des reins (diminution des urographies intraveineuses), pour la sténose du pylore ou l'invagination intestinale (ingestion ou lavement de produits de contraste).

L'IRM est une technique lourde et coûteuse, comme le scanner. Chaque fois qu'elle offre des prestations comparables ou supérieures au scanner, son utilisation s'impose puisqu'elle n'est pas du tout irradiante. L'IRM assure de très bons contrastes et est plus efficace que le scanner quand il s'agit de différencier certains tissus comme en particulier, dans le cerveau.
Toutefois, le scanner reste aujourd'hui un excellent examen de densité osseuse. Il est très performant pour l'analyse des tissus à haut contraste en densité, comme le parenchyme pulmonaire. Par contre, il ne peut avoir d'approche fonctionnelle.

La radiologie conventionnelle demeure donc une technique de première intention et les évolutions récentes de l'IRM et de l'échographie ne permettent pas, à moyen terme, de la supplanter définitivement.
Il convient donc de s'intéresser à l'avenir de cette technologie dans le contexte d'une réglementation accrue et d'une évolution rapide de ce marché, notamment vers la numérisation.

Le choix des nouvelles technologies en imagerie conventionnelle passe également par une analyse de la place de ce domaine au sein de l'hôpital et plus globalement, au sein du système de santé.

I.B. Imagerie médicale, établissement et système de santé

L'évolution des technologies impose à l'établissement hospitalier, une prise en compte de ses possibilités technologiques, économiques, humaines et organisationnelles, ceci en prenant en compte les différentes orientations (économiques, stratégiques, sociales et technologiques) du système de santé.

I.B.1. Orientations de l'hôpital et choix technologiques

Pour effectuer ses choix, il est nécessaire que l'établissement :


I.B.2. L'évolution organisationnelle de l'hôpital au sein du système de santé

Les choix de l'établissement sont influencés par les stratégies mises en place au sein du système de santé.

L'hôpital de demain sera vraisemblablement centré sur le plateau technique et sur les urgences.
Pourtant, il est rare que les services d'imagerie soient pris directement en compte dans la planification des SROS (organisation, besoins en équipements, hommes et compétences).
De plus, les radiologues n'ont pas une représentation "de droit" au sein de la CME.

Les évolutions attendues sont les suivantes :

Quelques tendances fortes vont se poursuivre; développement des soins ambulatoires, de l'hôpital de jour, des soins à domicile, qui devraient inciter les services d'imagerie à s'ouvrir vers l'extérieur.

En fait, l'évolution de la radiologie à l'hôpital s'insère dans un contexte d'ordre stratégique, mais dépend aussi de la profession elle-même, et d'une façon générale du contexte de la santé et de ses tendances (gain d'une année de vie tous les 4ans, pourcentage croissant des maladies chroniques, accroissement des exigences des patients, Ö).

Diverses interrogations sont alors à soulever :


Radiologues, ingénieurs hospitaliers et personnels médicaux s'accordent à dire aujourd'hui que la numérisation de l'image apporte de nouvelles possibilités et un certain nombre d'avantages par rapport à la radiologie conventionnelle analogique.

L'ingénieur Biomédical, conseiller privilégié du chef d'établissement, aura à étudier, en collaboration avec les services concernés


Ces éléments seront développés dans les chapitres suivants.
 

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II/ Les différents supports numériques en imagerie médicale
 

 Figure 2.1 : Présentation de la chaîne d'imagerie conventionnelle
              radiologique (analogique/Numérique) [3]


L'émulsion photographique est un détecteur qui présente deux avantages
majeurs :

Mais la photographie a aussi trois grandes limitations intrinsèques :


II.A. L'intégration de la numérisation

Il apparaît nécessaire dans un premier temps de bien connaître les principes de cette nouvelle évolution et de s'assurer que les performances diagnostiques de la radiologie conventionnelle numérique sont au moins équivalentes à celles de la radiologie analogique.

L'intégration des techniques de numérisation est étroitement liée à une analyse de la situation existante, à une définition optimale des besoins et à une étude précise des offres en la matière.

II.A.1. L'architecture du site

L'architecture du site n'est pas neutre pour prendre une décision. Il faut, par exemple étudier :

Car elle peut modifier par exemple :


II.A.2. La définition des besoins

Le chapitre précédent a montré que la complexité des technologies et les enjeux économiques et organisationnels nécessitent une collaboration étroite entre les personnels du service d'imagerie, du service biomédical, du service informatique et des services techniques.

II.A.3. Le marché de la numérisation

Le couple écran-film est encore le capteur de rayons X le plus employé en radiologie conventionnelle. Il reste une bonne solution pour l'obtention d'une image grand champ à haute résolution spatiale.
L'avènement de la radiologie conventionnelle numérisée induit différentes technologies en compétition.

Certaines technologies [4] sont déjà sur le marché depuis plusieurs années, plaques à phosphorescence photostimulables (Fuji, Agfa ou Kodak) ou électrométrie de plaques électrostatiques (Thoravision de Philips). D'autres arrivent (Direct-Ray de Sterling, Swissray, etc.). Les plus prometteuses sont encore en "Work in Progress" (imagerie temps réel en grand format développé par General Electric ou le consortium Trixell *).

* Trixell est un consortium français réunissant THOMSON Tubes Electroniques (51%), SIEMENS Medical Engineering (24,5%) et PHILIPS Medical Systems (24,5%).
 

II.B Les technologies d'acquisition numérique en radiologie conventionnelle

II.B.1 la Fluorographie numérique

Cette technique [3] repose sur l'assemblage d'un amplificateur de luminance et d'une caméra de télévision.
Le principe est celui d'une numérisation à la sortie de l'amplificateur de brillance. L'image radiante est transformée par un écran fluorescent en une image lumineuse. Celle-ci est amplifiée, codée en un signal électrique puis en un signal numérique.
 


Figure 2.2 : Schéma présentant les principes de la fluorographie numérique


II.B.2. Les écrans radio luminescents à mémoire (ERLM)

Le principe des ERLM [5, 6] est basé sur leur capacité à conserver l'énergie photonique accumulée au cours d'une irradiation. Cette énergie, ainsi accumulée, constitue une image latente. La restitution de cette énergie lumineuse est obtenue par le balayage d'un faisceau laser.
L'énergie restituée est, pour chaque point, proportionnelle à celle emmagasinée lors de la radiation initiale. L'énergie lumineuse, ainsi libérée, est transformée en signal électrique, puis en signal numérique.
Le retour à l'état initial de la plaque s'effectue après exposition de quelques secondes sous une lumière rouge, permettant ainsi sa réutilisation.
 

Figure 2.3 : Principe des plaques ERLM  [6]


II.B.3. La numérisation secondaire des films radiographiques

La numérisation d'un film radiographique peut être effectuée par une caméra CCD (Charge Coupled Device) ou un microdensitomètre (scanner). Dans le premier cas, le signal vidéo acquis par la caméra est secondairement numérisé.
Dans le deuxième cas, un faisceau laser de haute densité mesure la densité optique de chaque point radiographique. Cette solution permet d'obtenir, à partir d'un film radiologique, un équivalent numérique.

II.B.4. Les Capteurs à CCD

Ce capteur [6] est composé d'un écran fluorescent, d'une plaque de fibres optiques et d'une matrice de CCD.
Chaque pixel, exposé à la lumière, accumule un nombre de charges électriques proportionnel à la quantité de lumière reçue. Une lecture en série du CCD fournit à la sortie un signal électrique représentatif de l'image projetée sur la surface sensible du dispositif. Comme le CCD est sensible aux RX, il doit être protégé avec une plaque de fibres optiques. De plus, il est réservé aux applications petits champs comme en dentaire ou en mammographie.

II.B.5. Les détecteurs matriciels au sélénium (conversion directe)

Le détecteur [7]  est un support recouvert d'une couche de sélénium amorphe sur lequel on a déposé une matrice de photodiodes et de transistors TFT. Les photons X sont directement convertis en charges électriques, d'où l'absence
d'un écran fluorescent.

La construction de l'image radiographique s'effectue en trois étapes

Le signal électrique est ensuite corrigé, numérisé et amplifié.

II.B.6. Les détecteurs matriciels au silicium amorphe

Cette méthode de conversion est indirecte: les photons X sont d'abord convertis en photons lumineux par une couche de scintillation, comme dans les écrans renforçateurs, puis en signal électrique.

Le détecteur  [8, 9,10] est un support en verre recouvert d'une couche de silicium amorphe sur laquelle est déposée une matrice de photodiodes et de transistors TFT. Un écran fluorescent d'iodure de césium se trouve superposé à la matrice.

Le fonctionnement est le suivant (Figure 2.4) :
 

  Figure 2.4 : Schéma de principe du fonctionnement d'un détecteur au silicium amorphe


Le processus de lecture est répété ligne par ligne pour constituer une image complète qui est présentée sur un moniteur pour ensuite être traitée suivant les procédés informatiques habituels.

II.B.7. Le système à fils de Georges Charpak (procédé expérimental)

Le principe [11] est celui d'un détecteur linéaire formé de 320 fils baignant dans un mélange gazeux.
La chambre à fils, utilisée en radiologie, est un détecteur de particules à gaz (20% de CO2 et 80% de xénon) qui se présente sous la forme d'un boîtier d'aluminium de 50 cm de large sur 2 cm d'épaisseur.
Cette chambre contient 320 fils de cuivre de 5 cm de long et de 10 microns de diamètre, tendus comme une trame de tissage. Chaque fil est distant de 1,2 mm. Les cathodes se trouvent de part et d'autre du plan des fils.

L'ensemble, faisceau de rayons X et détecteur, balaie la région anatomique explorée. La chambre proportionnelle multifils permet un comptage des photons un à un et le signal de sortie est directement numérique (Figure 2.5).
 


Figure 2.5 : Schéma de principe du fonctionnement du détecteur de G. Charpak


Des essais réalisés sur 250 patients [11] auront montré la possibilité de diviser les doses par 4 pour les poumons de face, 10 pour la colonne et 20 pour le bassin. Ces résultats prometteurs nécessitent toutefois une poursuite du développement de ce dispositif, notamment dans l'amélioration de la résolution d'image (résolution spatiale 0,6 x 0,6 mm).
 

Un tableau (Annexe III)  récapitule les avantages et les limites de chaque technologie.

Les principaux paramètres caractéristiques sont [12] :


II.C. Les applications médicales

Du fait de la disparité des exigences techniques pour chaque organe, l'évaluation des performances diagnostiques doit être envisagée région anatomique par région anatomique. Cette approche permet de comparer toutes les techniques radiologiques pour une même région anatomique et d'effectuer une éventuelle hiérarchisation.
Si la numérisation a désormais fait ses preuves en angiographie et coronarographie, il est nécessaire d'établir un bilan pour d'autres applications radiologiques.
Des études réalisés [13] ont permis de préciser les domaines d'application prépondérants (Annexe III).

II.D. Approche économique

Ce chapitre n'a pas pour but de déterminer précisément les coûts d'un projet de numérisation d'un service de radiologie. Les études de cas proposés en fin de rapport (Chapitre V) permettront d'introduire des éléments concrets propres aux établissements considérés.

Des études ont été menées dans plusieurs hôpitaux des Etats-Unis et des Pays-Bas [13] où trois types de stratégies ont été évalués :
 


Les résultats ont montré, que généralement les réseaux d'images numériques nesont pas synonymes d'économies, au moins dans les premières années, et que le gain préalablement annoncé grâce à la réduction de la consommation de film n'est plus un argument suffisant. Une période d'au moins cinq à six ans est nécessaire avant de pouvoir dégager un gain économique significatif. En d'autres termes, les gains issus des PACS sont insuffisants pour compenser le coût d'investissement initial, mais l'intégration dans le domaine du PACS est un passage obligatoire faute de quoi aucune communication ni échanges de données
ne seront possible.
Cette intégration consiste à rendre homogène un ensemble d'éléments hétérogènes : la pluralité des formats d'images et des protocoles de communication ainsi que la diversité des données de type numérique, vidéo ou film.

En ce qui concerne les coûts de maintenance, d'autres études [14] ont montré une évolution allant de 0 à 10 %. La maintenance est désignée de façon globale, c'est à dire, comprenant les coûts de maintenance du matériel informatique et ceux du matériel radiologique.

II.E. Bilan

Depuis le succès de l'angiographie numérisée, se développe la numérisation de la radiologie conventionnelle avec l'objectif de produire des images natives. Celles ci n'étant plus liées au support argentique (film radiologique traditionnel). Leur archivage et leur utilisation connaissent de nouveaux développements notamment le stockage magnétique ou optique et la visualisation sur station de travail. La communication inter et intra-établissements est rendue possible grâce à la mise enréseau d'images (PACS).

Cependant, l'évaluation de ces innovations reste dépendante du contexte dans lequel elles se développent.
La radiologie conventionnelle numérique, au delà de ses performances diagnostiques doit être analysée dans la perspective du développement de systèmes d'archivage et de réseaux d'images.
Ces systèmes , intégrant l'archivage et la distribution des images numériques, sont en cours d'élaboration dans les hôpitaux sous l'appellation de "Picture Archiving and Communication System". Cette gestion de l'information radiologique a pour objectif d'améliorer l'organisation et la production hospitalière dans le contexte d'un rapprochement des établissements.

Du fait de son impact sur l'équipement informatique et sur l'organisation du travail à l'hôpital, la décision d'équiper des établissements de telles images devra être précédée par une réflexion menée en concert avec les Agences Régionales de l'Hospitalisation, prenant en compte la place et le rôle des établissements de santé publics et privés dans leur environnement  (Chapitre I).
 

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III/ De l'image numérisée au PACS

 

III.A. La constitution d'un réseau d'imagerie médicale
 

 

Figure 3.1 : Les différents constituants d'un PACS


Si les réseaux d'imagerie médicale existent à l'hôpital, ils sont souvent limités aux frontières du service de radiologie. Les PACS [14] tendent à fédérer des données diverses (images numériques,  dossier patient, comptes-rendus oraux, Ö) et à les rendre disponibles à une échelle beaucoup plus importante.

Les fonctions fondamentales d'un PACS sont les suivantes :
 

  1. Acquisition des images (IRM, Echographie, Scanner, Radiologie, Imagerie nucléaire, Ö),
  2. Impression des images (reprographes laser à technologie « humide » ou «sèche »,
  3. Stockage et archivage des images (chapitre III.B.1.),
  4. Visualisation et traitement des images (consoles ou négatoscopes après impression),
  5. Gestion des flux et intégration avec le SIR/SIH (dossier patient, recherche d'examens précédents, Ö),
  6. Mise à disposition et diffusion des résultats (réseau intranet/extranet, serveur Web),
  7. Communication (téléradiologie).


L'objectif de ce rapport n'étant pas de présenter l'ensemble de ces éléments, il est apparu souhaitable de développer plus particulièrement :
   ·        Les éléments de réflexion indispensables et préalables à un tel projet.
   ·        Les impacts économiques, technologiques et organisationnels.

III.B. Les éléments clés d'un PACS

Le cœur du PACS est représenté par les choix en matière de réseau et en terme de politique d'archivage et de stockage, définie conjointement par l'ensemble des partenaires.

III.B.1. Archivage et stockage de l'information

Le système d'archivage, élément essentiel du PACS doit
·        Posséder une grande capacité de stockage et être très rapide,
·        Répondre aux standards de l'informatique et du médical,
·        Permettre une extension progressive et une flexibilité (migrations successives) du réseau.

L'ergonomie générale du système conduit à la mise en œuvre de différents type de médias caractérisés par leur coût, leur temps d'accès, le standard physique et logique d'enregistrement et par un taux de perte acceptable voire inexistant.

La figure suivante précise les modalités de choix :
 


Figure 3.2 : éléments à prendre en compte dans le choix d'un support d'archivage


Le choix du support :

Un compromis est établi par deux critères essentiels :
   ·        La capacité d'archivage (court, moyen, long terme)
   ·        Le temps d'accès à l'information.

La capacité doit être déterminée en fonction de l'activité et des prévisions d'activité de l'établissement. La tendance actuelle, en raison du prix réduit du Gigaoctet, est l'archivage et le stockage de toutes les informations.
 
 

Un examen
Taille d'une image au format Dicom (Mo)
Nombre moyen d'images par examen
Taille moyenne totale pour un examen (Mo)
Mammographie (CCD)
60
6
360
Plaque ERLM
10 à 20
2 à 3
20 à 60
Fluorographie numérique
2
10
20
Coronarographie
0,5
1500 à 2000
750 à 1000
Scanner
0,5
150
75
IRM
0,25 à 0,5
250
65 à 125
Echographie
Non significatif

 

 

Imagerie nucléaire

 

 

 

Source : AGFA
Les supports proposés sur le marché sont les suivants :
 
 

 

Court terme
Moyen terme
Long terme
Définition
Quelques jours
Environ 1 an
5 ans
Support
Disques magnétiques
technologie Raid
Juke-boxes de disques opto-magnétiques
Librairies de bandes magnétiques
Capacité (valeurs typiques)
De 9 Go à 220 Go
De 166 Go* à 2 To*
De 720 Go à 23 To
Source : AGFA
* Go : Gigaoctet = 1 000 Mo
* To : Terraoctet = 1 000 Go

D'autres possibilités existent (utilisation de CD-rom, DVD Rom, stockage des bandes magnétiques dans un local) et permettent de couvrir l'ensemble des besoins.

La technique du « mirroring » (duplication sur un support parallèle) est fréquente car elle permet de prévenir toute perte de données.

L'image doit, au préalable, être compressée dans un format standard afin d'être archivée en respectant des impératifs médico-légaux et réglementaires.

Compression :

Les images médicales sont différentes :

Il est donc difficile de leur appliquer une méthode de compression unique

 Figure 3.3 : Les deux principes de compression des images radiologiques


La compression des images est une technique importante tant pour diminuer les coûts de stockage que les temps de transfert sur réseaux. Les deux algorithmes de compression reconnus en imagerie médicale sont JPEG (compression jusqu'à 10 fois) et ondelette (de 15 à 50 fois). La qualité de l'image reconstruite est une notion subjective en terme de pertinence
diagnostique, et l'application de ces méthodes aux images médicales, toutes modalités confondues, doit s'envisager avec la plus extrême prudence.

Le format des données
Il est indispensable de standardiser les formats de données (stockage, procéduresde transfert des images, procédures de visualisation des données).

L'aspect juridique
Les règles de Droit Français sont anciennes et ne correspondent plus à la réalité scientifique et sociale (accroissement du nombre d'examens et plus grande mobilité des individus). Des précautions dans l'utilisation de l'outil informatique sont à prendre d'autant plus que les données ont un caractère médical.

L'étude du GBUI [15] (Guide de bonne utilisation de l'informatique) issu des laboratoires est intéressant car les examens de laboratoire et les examens radiologiques présentent des analogies. En effet, ils contiennent des informations diagnostiques qui doivent être manipulées avec précaution.

Les textes relatifs à l'utilisation de l'outil informatique sont les suivants :


Il convient donc de prendre en considération :
-         l'intégrité des données et de l'information,
-         La confidentialité des données,
-         La protection du secret professionnel,
-         L'exactitude de l'enregistrement des demandes (identification des patients, ..),
-         La validation de l'acte et du diagnostic (signature électronique, Ö),
-         La transmission des données (même qualité d'image),
-         L'archivage (Loi 79-18 du 3 janvier 1979).

Pour combler certains manques en matière de législation, des textes sont actuellement en cours d'élaboration :
Ex : Proposition de directive de la commission européenne sur les signatures électroniques, mai 98 et adoption (Directive du 13/12/99) [16].

Quoiqu'il en soit, en matière d'imagerie médicale, des conséquences et un principe de « précaution » doivent en être tirés en raison des risques potentiels, notamment en matière de diagnostic.

III.B.2. Le transfert d'images en réseau

Le réseau de transmission d'images numériques doit être rapide.Les informations doivent être disponibles 24h/24h, 7 jours/7 en tout point de l'hôpital.

III.B.2.1 Le choix du réseau de transport

Les réseaux à très haute vitesse [17] , tels que les réseaux FDDI (100 Mbits/s) et ATM étaient les seules, il y a quelques années à permettre des communications d'image à des vitesses acceptables dans un milieu hospitalier.
Cependant, le développement de la commutation Fast ETHERNET et du Gigabit ETHERNET a bouleversé ces prédictions et apparaît comme une solution intéressante.
Outre la vitesse de transmission, facteur vital pour les environnements à haut débit, l'évolutivité, la souplesse d'administration et le partitionnement intelligent du réseau sont des critères incontournables.

Quant au support physique, le recours à la fibre optique est indispensable en raison des contraintes électriques et électromagnétiques, d'autant plus que le coût de la fibre optique n'a cessé de décroître ces dernières années.

III.B.2.2 La norme de communication (DICOM)

Le réseau d'images doit être réalisé conformément au standard de communication de l'industrie de la radiologie : DICOM V3.0 (Digital Imaging and Communication in Medecine, version 3) validée par l'American College of Radiology (ACR) et la National Electrical Manufacturers Association (NEMA). Ce standard est reconnu par l'ensemble des industriels  du monde de la radiologie et garantit, du point de vue de l'imagerie, la cohérence et l'évolutivité du système installé.

La plupart des installations existantes (avant 1995 environ) ne sont pas toujours compatibles avec ce standard. Ceci impose alors la nécessité d'une passerelle de conversion, en sachant que l'image obtenue est plus difficilement exploitable (fenêtrage, Ö) qu'une image native Dicom.
 

Toutefois ce standard possède quelques limites :

         - Classes de service (= opérations spécifiques) : stocker, déplacer
            ou imprimer
         - Types d'objet : images IRM, scanner, échographes,
         - Attributs obligatoires (nom du patient, type de modalité),
         - Attributs optionnels.
 

III.B.3. Avantages et inconvénients
 

Les avantages des PACS :

Les inconvénients des PACS :


Etude économique des PACS :

Des études [14] ont montré que l'investissement relatif au réseau (matériel, postesÖ) est plus élevé que celui réalisé pour les équipements numériques. Le coût d'investissement initial représente environ 86 % du coût total du PACS. Il est donc important d'anticiper économiquement un tel projet.Les coûts de maintenance représentent environ 7 à 15 % des coûts d'investissement.
Par exemple, le contrat tout risque, proposé par la société Agfa pour le nouvel hôpital Georges Pompidou a été évalué à environ 1 million de francs par an (mise à disposition d'un technicien à plein temps).

Il est primordial de porter son attention sur les progrès technologiques lors de l'achat d'un PACS. En effet, l'avancée technologique remet rapidement en cause les réseaux en place et font des PACS un système évolutif. Il est donc nécessaire de prendre en compte la remise à niveau du matériel (c'est à dire veiller à conserver la compatibilité entre les différents éléments du système). Il s'agit d'un coût potentiellement important.
De tels projets sont planifiés sur plusieurs années. Il convient donc de prévoir une cohérence entre les différentes étapes du projet.

Une évaluation économique des PACS doit tenir compte :

Des coûts d'acquisition de l'équipement :

Des coûts de mise en réseau :

Des coûts de l'exploitation de l'équipement :

Des surcoûts en personnel :


En effet, un PACS constitue un réseau complexe d'ordinateurs et du personnel doit être prévu pour son entretien. Son opérationnalité doit être garantie par du personnel spécialisé.
Le poids social et stratégique pris par ces personnels ne doit pas être sous estimé par la direction de l'établissement.

III.C. Conseils et formations utilisateurs

L'ensemble de la chaîne d'imagerie médicale (de la production des rayons X à l'utilisation de l'image induite) doit également induire une prise en compte des implications organisationnelles (formation des utilisateurs, adaptation à l'image numérique).

L'utilisateur doit être formé à l'utilisation de la technologie numérique [18]. Le chapitre formation doit être étudié préalablement à toute décision d'acquisition. Il est important que cette notion soit utilisée dans un souci d'optimisation de l'acte et notamment de diminution de l'irradiation patient.

L'article 7 de la Directive 97/43/Euratom (Annexe V et chapitre IV.A.) introduit cette nécessité de formation notamment en ce qui concerne les nouvelles techniques.
Actuellement les constructeurs assurent une formation dont le prix est inclus dans la vente de l'équipement. Elle ne concerne que l'équipe radiologues-manipulateurs du moment, à charge pour eux de transmettre l'information aux autres. S'il faut formaliser cette " mise en main " pour l'ensemble des utilisateurs, elle sera nécessairement plus longue et aura donc un coût supérieur qui sera probablement dissocié du coût de l'équipement. Là encore se posera le problème de l'attestation de compétence, dont la délivrance par le fournisseur entachera la crédibilité.

L'utilisation vigilante de l'image numérique, de par ses possibilités d'exploitation, offre une tentation à l'augmentation du nombre de clichés/séquences puisqu'il n'y a pas de consommables "palpables" associés. De plus, la formation continue des radiologues n'apparaît pas être en adéquation avec ces nouvelles technologies.

Il n'y a pas de bonne radiologie sans une bonne connaissance de la médecine. Le radiologue n'est pas un photographe, il est un médecin dont l'acte participe à l'établissement du diagnostic. "On ne soigne pas l'image, on soigne le patient".
En effet bien souvent, la radiologie n'est pas pratiquée systématiquement par des radiologues qualifiés notamment dans le domaine de l'urgence.

III.D. Evolutivité des installations

L'imagerie médicale utilise vraiment les ressources au maximum en matière de quantité de données et de vitesse à laquelle ces données doivent être transmises.
L'évolution des réseaux implique plusieurs interrogations :
   ·      Comment vont évoluer les coûts d'archivage (par octet) ?
   ·      Sera-t-il possible dans plusieurs années, d'exploiter des informations
          stockées sur des  supports actuels ?

Les normes DICOM et HL7* sont la clé de la mise au point de la réseautique médicale. La communication cohérente entre les différents matériels dépend de la coopération suivie des fournisseurs dans l'élaboration de normes internationales.
Cette évolution normative est la clé d'une maîtrise des coûts de développement et des risques liés au système.

*HL7 : Protocole de communication entre deux systèmes d'information,
            permettant de faire passer des données du SIH au SIR et inversement.
 

III.E. Bilan

La mise en place d'un service numérisé et d'un système de gestion et de communication des images médicales doit permettre :


Néanmoins,

Le choix des équipements en radiologie conventionnelle doit intégrer la nécessité de permettre un diagnostic de qualité tout en intégrant les contraintes budgétaires. La difficulté vient du fait qu'il est difficile de discerner les progrès technologiques mineurs ou éphémères et les "luxes technologiques" des véritables évolutions qui permettent de franchir une étape supplémentaire dans la démarche diagnostique.

On remarque cependant que les autres modalités d'imagerie sont livrées numérisées. Les actes effectués par ces technologies augmentent progressivement (50% des actes d'imagerie en 1999).
La numérisation de la radiologie conventionnelle se trouvera d'autant justifiée qu'une politique de multimodalité aura été engagée.

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IV/ Réglementation et Législation


Un autre angle de réflexion se trouve d'un point de vue de la réglementation.
Les activités d'un établissement de santé sont aujourd'hui régies par une réglementation administrative (PMSI et Accréditation) et classique (Arrêté 2950 et Directives Euratom).
Les récentes évolutions de la réglementation visent donc à encadrer davantage les pratiques radiologiques en ce qui concerne l'acte, la sécurité des patients et des personnels, les caractéristiques des équipements et leur impact sur l'environnement tout en maîtrisant les coûts.
Ces évolutions influencent de manière significative les choix effectués par l'établissement.

IV.A.  Les Directives Euratom

Depuis deux ou trois ans, la profession des radiologues [19] démontre son souci de diminuer les doses reçues par les patients. Ils répondent ainsi à une nouvelle exigence des praticiens et des pouvoirs publics, sous la pression des directives Euratom (96/49 et 97/43). Adoptée le 30 juin 1997 par le Conseil des ministres de l'Union Européenne, la directive européenne "97/43/Euratom" (Annexe V) remplace une directive datant de 15 ans (84/466/Euratom) relative à la protection radiologique des personnes soumises à des expositions aux rayonnements ionisants à des fins médicales.
Ce texte devrait être transposé en droit français au plus tard le 13 mai 2000.
Deux principes sous-tendent ces directives : la justification de l'irradiation et l'optimisation des moyens.

La justification de l'irradiation nécessite :

L'optimisation des moyens passe par la détermination :


Comportant 15 articles, la Directive 97/43 concerne l'ensemble des acteurs du monde hospitalier.
 

Article 1 : But et champ d'application

Article 8 : Equipements

Article 2 : Définitions

Article 9 : Pratiques spéciales

Article 3 : Justification

Article 10 : Grossesse et allaitement

Article 4 : Optimisation

Article 11 : Expositions potentielles

Article 5 : Responsabilités

Article 12 : Doses reçues par la population

Article 6 : Procédures

Article 13 : Inspection

Article 7 : Formation

Articles 14 & 15 : Transposition, abrogation

L'article 8 est directement lié aux activités du service biomédical. Il précise notamment certaines obligations en terme de choix des équipements.

IV.A.1.  Equipements requis par la Directive Euratom

Cette directive (Annexe V) influe réellement les futurs choix en matière d'équipements radiologiques : l'annexe technique ou le devis d'un matériel devra mentionner explicitement un dispositif de contrôle de l'irradiation et un relevé des doses délivrées pour les explorations standard réalisées avec ce matériel. De même les dispositifs (scopie à impulsions, ajustement automatique de l'émission X) et les accessoires de radioprotection (localisateurs, dispositifs de contention pour les enfants etc.) devront être explicitement mentionnés.
Ce dispositif est, dans l'esprit du texte, un outil d'optimisation pour les utilisateurs, ce n'est pas un dispositif de dosimétrie fine. L'idée est celle d'un " indicateur d'irradiation " qui permet un contrôle continu de l'irradiation, au fil des examens successifs.

IV.A.2.  Orientations en terme d'imagerie médicale

La diminution des doses reçues par le patient et par les utilisateurs représente l'élément fondamental de ce texte européen.
La mise en avant des technologies non irradiantes (échographie et IRM) est réelle.
Toutefois comme vu en ce début de rapport, la radiologie conventionnelle ne peut à moyen terme être définitivement supplantée. En l'occurrence, la minimisation des doses par le recours à l'outil numérique (élimination des faux clichés et limitation du nombre de ceux-ci) est recommandée.
Des études [13] ont en effet montré que les dernières technologies (plaques ERLM et détecteurs plans) n'avaient pas encore démontré leurs aptitudes à garantir une qualité d'image similaire lors de l'utilisation de puissances de rayonnements plus faibles.

IV.A.3.  Maintenance et Contrôle Qualité

La directive Euratom 97/43 insiste au sein de son article 8 sur l'importance des aspects maintenance et contrôle sécurité.

IV.A.3.1. Maintenance et contrats de maintenance

Le service biomédical peut, dans la limite de ses compétences, réaliser des interventions sur un élément de la chaîne de radiologie. Le risque d'une panne d'un PACS existe. L'important est de tout faire pour se garder de cette éventualité : en particulier, de prévoir le maximum de redondance dans le système.
Il paraît presque impossible d'avoir une panne absolue du PACS entier (d'où un fonctionnement en mode dégradé). Il est plutôt vraisemblable qu'une petite partie du PACS tombe en panne, quelques stations de travail par exemple. L'essentiel est d'entretenir un service radiologique d'urgences à l'hôpital, et dans ce but, il est prudent de prévoir un protocole à adopter au cas où le PACS tomberait en panne (et pour les moments où l'on doit l'arrêter pour installer un upgrade).
Il est possible par exemple, de prévoir la possibilité d'imprimer le film et de sauvegarder les images sur une disquette locale, afin de les remettre sur le PACS après intervention.

La complexité des technologies mises en œuvre implique en général le recours à une tierce maintenance.
Les personnels des sociétés de services chargés de la maintenance du système informatique sont soumis au secret professionnel vis à vis des informations liées aux patients qu'ils auraient à connaître dans l'exercice de leurs fonctions.
La société chargée de la maintenance doit s'engager, par contrat écrit, à ne jamais divulguer ni transmettre à quiconque les informations auxquelles elle aurait accès. Les procédures de télémaintenance doivent garantir le secret professionnel contre
toute tentative d'accès par des personnes non autorisées.

IV.A.3.2  Le Contrôle Qualité

Ce contrôle [20] [21] doit obéir à la règle des 3D : Doses réduites, Diagnostic amélioré et Dépenses limitées.
Il comporte une analyse de chaque élément constituant la chaîne d'imagerie, de la production des photons X à l'archivage de l'image.
Les contrôles qualité non invasifs doivent être réalisés par l'ensemble des acteurs hospitaliers : du médecin à l'agent hospitalier en passant par les manipulateurs, le service biomédical et le soignant.
Les procédures de contrôles invasifs nécessitent le branchement direct d'instruments au niveau des sous-ensembles du matériel radiologique. Ce geste est réservé à des sociétés prestataires de services spécialistes.

En ce qui concerne les obligations réglementaires et dans l'attente des décrets d'application de la Loi du 1er juillet 1998 [22], seule la mammographie est concernée.
En effet, tout département souhaitant mettre en route un dépistage systématique du cancer du sein, doit avoir un programme de contrôle qualité conforme aux recommandations définies par la Direction Générale de la Santé [23]. En effet, ne peuvent être accréditées que des installations ayant satisfait aux critères de qualité établis.

L'avènement des systèmes de numérisation et de transmission d'image entraîne une complexification de la chaîne d'imagerie radiologique conventionnelle.
Si la qualité d'une image radiologique reste relativement subjective, il existe certains contrôles qualité [24] réalisables au niveau du service biomédical.

Contrôle du générateur
Le choix des constantes est directement lié à la qualité de l'image radiologique. En effet, un cliché dépend de :
    -       la haute tension (kiloVolts) pour obtenir un contraste relatif des structures,
    -       le produit courant (milliAmpère) par temps de pause (mA.s) déterminent le noircissement du film.
Il est donc indispensable de s'assurer que le générateur délivre les valeurs attendues dans des seuils de tolérance déterminés.

Contrôle du tube à rayons X
La qualité du faisceau X peut être déterminée en mesurant la couche de demi-atténuation (C.D.A).
La CDA est définie comme l'épaisseur d'un matériau donné qui diminue la dose de moitié, en un point.
    -       CDA trop faible : augmentation de l'exposition donc de la dose.
    -       CDA trop forte : diminution de la dose donc des contrastes.

Contrôle de la qualité de l'image
La mesure de la résolution spatiale permet d'apprécier sur un moniteur, ou sur un film radiologique, la faculté d'un système à reproduire des détails fins.
En radiologie numérisée, la résolution peut être mesurée sur un moniteur de visualisation et sur film radiologique provenant d'un reprographe laser, ce qui peut permettre d'évaluer la résolution de l'ensemble de la chaîne numérique.
Ex : amplificateur de luminance + système optique + caméra + moniteur vidéo.

La résolution peut être déterminée en traçant la courbe de fonction de transfert de modulation (FTM). Elle indique la corrélation entre la dimension d'un détail et le contraste de l'image. La détermination de cette courbe permet donc de mesurer la résolution spatiale tout en s'affranchissant du contraste.

Les mesures de courbe de sensitométrie (qualité du support et du système de développement) en radiologie analogique peuvent être utilisés en radiologie numérique (plaques ERLM). D'autres contrôles qualité essentiels et complexes vont concerner notamment :
-         Les stations de visualisation et de traitement,
-         Les reprographes laser.

D'autres interrogations se posent concernant la qualité d'une image transitant sur un réseau (nombreuses interfaces !).
Le recours à des sociétés professionnelles semble inévitable, notamment dans la perspective d'obligations de contrôles qualité externes, en mammographie par exemple (Loi du 1er juillet 1998 ñ [22]).
De plus, les contrôles qualité s'inscrivent dans un programme d'assurance de la qualité fortement conseillés par la Directive Européenne 97/43/Euratom du 30 juin 1997 (Annexe V), notamment au travers de l'article 8 :

Article 8 : Equipements

Actuellement les installations radiologiques font l'objet d'une autorisation de l'OPRI lors de l'installation, puis d'un contrôle triennal (biennal pour les mobiles). Seul le générateur est frappé par une limite d'âge (25 ans). La loi sur la sécurité sanitaire, mentionnant une maintenance et un contrôle de qualité obligatoires pour les équipements radiologiques adoptée en juillet 98, viendra par ses décrets d'application préciser l'ensemble de ces modalités.

L'essai de réception devra comporter, outre la vérification des facteurs de performance diagnostique (centrage, collimation, déplacements etc.), une vérification de l'exactitude des paramètres d'émission et une mesure de dose standardisée, faisant à nouveau appel à l'expert en physique médicale. Cette procédure devra être standardisée pour pouvoir être reproduite entre les
équipements et, pour un même équipement, à l'occasion d'un entretien important (exemple : changement de tube).

D'autre part, le recours à une tierce partie pour effectuer des contrôles qualité semble être indispensable, au risque de le voir utilisé à des fins commerciales : facturation de SAV ou renouvellement des équipements. Il serait plus sain que le
contrôle de qualité qui aboutit à la délivrance d'un certificat de conformité soit effectué par un organisme accrédité (COFRAC) dont un des critères d'accréditation serait l'indépendance vis à vis des sites contrôlés d'une part et des industriels d'autre part.

Les critères d'acceptabilité sont à définir pour chaque équipement. Les états membres en tout état de cause doivent dire dans leur réglementation les modalités d'acceptabilité des équipements et les modalités de récusation.

Quoiqu'il en soit, il apparaît nécessaire de dissocier la notion de " maintenance " (contrôle des fonctions de sécurité mécanique, électrique, radiologique des équipements) de celle de " contrôle de qualité " (contrôle de l'absence de dérive des performances dans le temps : qualité informative d'une image, rapport signal sur bruit, dose délivrée, etc.).
 

IV.B. L'arrêté 2950

IV.B.1. Présentation

La pratique quotidienne de la radiologie (développement, fixage et lavage) est source d'une production d'effluents nocifs pour l'environnement [25].
L'arrêté 2950 de janvier 1997 vise à réglementer d'un point de vue écologique, le traitement et le développement des surfaces photosensibles à base argentique. Au 1er juillet 2000, l'ensemble des installations en fonctionnement devront permettre de répondre aux critères définis  par cet arrêté.
Les installations concernées sont celles qui produisent entre 5 000 et 50 000 m² de films radiologiques par an.

Pour le calcul des surfaces, il convient de préciser que :

Exemple :

Un hôpital utilisant 2 000 m² de films bi- couches et 1500 m² de films laser "secs" sera soumis à cet arrêté, car produisant plus de 5 000 m² :
soit (2 X 2 000 m²) + 1500 m² = 5 500 m² de surface argentique par an.

En résumé, l'arrêté 2950 oblige les établissements hospitaliers à récupérer, enlever et traiter ses rejets issus de l'activité radiologique en :


IV.B.1.1. Contrôler les effluents (eaux de rinçage)

L'assujettissement des installations de traitement photographique à l'arrêté type "Rubrique 2950" impose un rejet des effluents et eaux de rinçage en conformité avec les prescriptions de l'arrêté pour le 1er juillet 2 000.

La mise en conformité des effluents devra être effectuée  selon les critères suivants :

pH (NFT  90-008)

MES (NFT 90-105) :          les Matières En Suspension sont des matières
                                            insolubles dans les effluents

DBO5 (NFT 90-103) :        la Demande Biochimique en Oxygène est la quantité
                                            d'oxygène consommée pendant 5 jours pour la
                                            dégradation des matières organiques de l'effluent par
                                             les micro-organismes qui se développent dans le milieu.

DCO (NFT 90-101) :          la Demande Chimique en Oxygène est la quantité
                                            d'oxygène consommée par réaction totale avec les
                                            matières oxydables de l'effluent.

Métaux :                             tous à l'exception du Fer
 

Les caractéristiques de chaque bain ont une influence sur chaque paramètre :

Les seuils admissibles définis par l'arrêté sont les suivants :

Les rejets en Argent :

 

Ces valeurs limites doivent être respectées en moyenne quotidienne sachant qu'aucune valeur instantanée ne doit dépasser le double des valeurs limites de concentration.

IV.B.1.2. Application de l'arrêté en fonctionnement normal

Pour mieux appréhender les implications existantes, il est nécessaire de présenter
 


Le procédé de développement noir et blanc en Radiologie



L'arrête 2950 limite à 15 litres, la quantité d'eau maximum utilisable en phase de rinçage pour le traitement d'un mètre carré de film.
Cette contrainte a été prise en compte dans l'exemple d'application qui suit :
Afin d'illustrer ces propos,  l'exemple du traitement d'une surface de 1 m est présenté (figure 4.1).
 


Figure 4.1 : La chaîne de développement d'un film radiologique


Donc, sans une modification des installations, on ne peut répondre aux exigences de l'arrêté 2950.
A titre indicatif, en technologie argentique, un acte de radiologie nécessite le traitement de 0,3 m² de surface photosensible.Une machine classique traite en moyenne 1800 m² de surface argentique par an, ce qui correspond environ à 25 actes par jour et ce qui produit environ 10 litres par jour de révélateur et fixateur usés.

Le chapitre suivant veillera à démontrer que les solutions technologiques sontnombreuses et ne sauraient être envisagées sans une étude préalable de l'activité du service (surface de film, disposition des locaux, emplacements des développeuses, définition du taux de régénération des bains, etc.) et des orientations à court ou moyen terme (numérisation, développeuses dernière génération, etc.).
Toutefois, quelque soit la solution choisie, celle-ci ne doit en aucun cas dégrader la qualité d'image nominale.

IV.B.2. Quelles solutions ?

Pour répondre à l'arrêté 2950 avant juillet 2000, il existe deux types de solutions techniques [26] :


IV.B.2.1. Mise en conformité des installations existantes

3 étapes globales sont nécessaires pour mettre en conformité ses installations :

Réduire la quantité de produit rejeté

La mise en place de recycleurs de fixateur sur chaque développeuse peut
permettre :


L'utilisation de recycleurs (Argent) et une optimisation des bains (pH, DBO5 et DCO) peuvent permettre après vérification un rejet des eaux de lavage dans le réseau d'assainissement.

Récupérer les déchets (révélateur et fixateur)

Les rejets chimiques (révélateurs et fixateurs) doivent être récupérés dans des cuves de stockage (sous forme liquide ou semi-liquide après évaporation). Il convient donc de mettre en place un réseau spécifique de collecte de ces rejets en prenant en compte l'ensemble des sites de production (radiologie centrale, scanner, bloc opératoire, urgences, vasculaire, Ö).

Traiter les rejets

Après avoir été stockés, ceux-ci doivent être transportés sur leur lieu de destruction et détruits dans un centre agréé contre un bordereau officiel de destruction.

Cette première solution implique réellement des coûts d'investissement liés aux travaux de mise en place du réseau de collecte et à l'achat des recycleurs de fixateur. Toutefois, il apparaît que les coûts de fonctionnement peuvent d'emblée augmenter de façon sensible. Les coûts de collecte et de retraitement des rejets semblent difficilement maîtrisables en raison de leur obligation et d'un manque certain de concurrence dans ce domaine.
La solution simplifiée de collecter l'ensemble des effluents (révélateur, fixateur et eaux de rinçage) puis de les faire récupérer et traiter, n'apparaît pas viable en raison de l'importance des volumes mis en jeu (voir l'étude de cas, chapitre V).

L'autre solution consiste alors à éliminer tout rejet d'élimination radiologique par une numérisation des installations et par la mise en place de reprographes à sec.

IV.B.2.2. Numérisation et reprographies à sec

La diminution du volume d'effluent passe par l'utilisation de reprographe laser couplé à un développement films dit « à sec ». Pour pouvoir utiliser cette technologie l'image conventionnelle analogique doit être numérisée.

Les différentes technologies présentées au sein du chapitre II  permettent d'obtenir une image numérique qu'il est alors possible de transférer sur film par l'intermédiaire de reprographes  à secs.
Il en existe deux grandes classes :

·      Les technologies argentiques
       La thermo-reprographie directe
       La thermo-reprographie indirecte

·      Les technologies non argentiques
       La sublimation thermique
       La technologie à jet d'encre

Les critères de choix de reprographes à  sec , dont les contraintes d'implantation sont quasi inexistantes, s'apparentent désormais à ceux d'une grosse imprimante informatique et , outre la qualité de l'image, c'est la capacité à s'intégrer facilement
à un réseau d'image qui sera prépondérante dans le choix.
A ce jour,  il semble que, parmi les technologies à sec disponibles, celles de base de sels argentiques aient pris le pas sur les autres pour les applications radiologiques standard à haut débit de film, et ce pour des raisons de rapidité et de coût d'exploitation. En contre partie, il reste à s'interroger sur la persistance d'un problème environnemental puisque l'argent qui compose ces films se retrouvera à terme dans le circuit des déchets hospitaliers.

La numérisation partielle ou complète du service de radiologie, couplée à desreprographes à sec, est certainement la solution d'avenir, mais les investissements en jeu sont colossaux. Une montée en charge d'un tel projet sur plusieurs années semble être la solution en adéquation avec la capacité d'investissement de nombre d'établissements. L'enjeu consiste alors à assurer à moindre coût la conformité des effluents produits par les systèmes conventionnels provisoirement non numérisés.

Une étude menée par l'établissement A (chapitre V) permet de mieux appréhender les enjeux économiques, technologiques et organisationnels liés à la mise en conformité de cet établissement vis à vis de l'arrêté 2950.
Si l'établissement doit veiller à maîtriser ses installations et leur impact écologique (sur l'homme et sur l'environnement), il doit également veiller à maîtrise ses activités (PMSI et accréditation).

IV.C. Le PMSI et la tarification des actes

L'activité radiologique est encadrée par deux critères.

La nomenclature des actes médicaux [27]

La nomenclature (texte officiel du 8 juin 1998) des actes médicaux utilisant les radiations ionisantes est régie par la lettre clé Z.
L'article 5 précise que : "sauf exception, tout examen radiographique à images numérisées entraîne un supplément de 5 par séance"

Ce supplément ne s'applique pas aux :
·        Examens radiographiques intra-buccal et à l'angiographie numérisée,
·        Techniques de numérisation secondaire,
·        Radiographies thoraciques et celles des extrémités osseuses (fluographie numérique),
·        Mammographies (excepté le suivi des prothèses mammaires) effectuées avec des ERLM.

Ex : Radiographie du poignet : Z = 15  (Z = 20 si numérique).

Le coût de productivité est alors déterminé de la façon suivante

Le passage de l'analogique au numérique induit une forte augmentation des coûts directs (investissement en équipements) qui ne peut être compensée par une réduction des consommables (films et effluents).

L'optimisation du coût de productivité ne peut alors se percevoir que par une réduction des charges de personnels (72 % des dépenses hospitalières) ou par un accroissement du nombre de Z produit (plus d'actes par jour).

Le gain de temps engendré par l'utilisation des technologies numériques doit alors être estimé.
D'autre part, en août 1991, afin de favoriser le développement de la radiologie conventionnelle numérique, la nomenclature des actes professionnels a décidé d'attribuer un supplément de cotation.
L'objectif étant de permettre aux radiologues du secteur privé de financer cet investissement technique. Bien que cela concernait principalement la fluorographie, cette incitation financière est désignée par les industriels du secteur comme un des
facteurs à l'origine du développement rapide des ventes des E.R.L.M.

Le PMSI

Depuis la Loi du 31 juillet 1991, les établissements de santé, publics et privés, doivent procéder à l'évaluation et à l'analyse de leur activité.
Tout séjour hospitalier effectué dans la partie court séjour d'un établissement, fait l'objet d'un RSS, constitué d'un ou plusieurs RUM. Le RUM contient des informations d'ordre administratif et médical (notamment les actes radiologiques). Ces actes sont codés à l'aide du CdAM, document élaboré par des comités d'expert médicaux coordonnées par la Direction des Hôpitaux.

Le CdAM répond à deux objectifs :

Le coût du point ICR est alors déterminé de la façon suivante

Tout RSS est classé dans un GHM.

Dans le secteur public hospitalier français, la classification en GHM est actuellement utilisé pour comparer :

Le point ISA, Indice Synthétique d'Activité, est un indicateur médico-économique qui permet de mesurer l'activité produite dans les services M.C.O. (Médecine, Chirurgie, Obstétrique).

IV.D. Démarche Qualité et Accréditation

La démarche de qualité se perçoit au travers de :

L'accréditation des établissements de soins passe inéluctablement par une optimisation du service d'imagerie, à même de répondre aux attentes du patient (rapidité de prise en charge, qualité de l'acte, rapidité du diagnostic, gestion du dossier patient, diminution de l'irradiation).
Le recours aux nouvelles technologies numériques peut s'inscrire dans cette perspective.

L'implication d'un établissement de soins dans la voie de la numérisation de l'image radiologique conventionnelle s'inscrit au centre d'un compromis mêlant d'une part l'amélioration de la qualité des soins et de la sécurité du patient (accréditation ANAES, directive Euratom, évolutions technologiques) et d'autre part la nécessité d'une optimisation des ressources (Point ISA, Point ICR, optimisation des dépenses).

Le chapitre suivant présentera deux études de cas (établissement A et B) et aura pour objectif de rendre plus concret ce rapport par des exemples représentatifs.

Toutefois, les éléments ne sauraient, bien évidemment en aucun cas, être généralisés à tout établissement hospitalier.
En effet, les caractéristiques des établissements influencent de manière significative toute étude de cet ampleur (économique, technologique, réglementaire et organisationnelle).
 

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V/ Etude de cas


Cette réflexion doit donc permettre de définir les orientations à prendre par l'ingénieur biomédical dans le cadre de l'évolution des installations et des équipements (définition des besoins, choix technologiques, exploitation et maintien
des performances).
Ces éléments présentés au sein de ce rapport sont illustrés par le recours à deux établissements (Annexes VIA et VIB).

Les critères de choix ont été les suivants :
·          Projet d'étude avancé en terme de numérisation (établissement A)
·          Acquisition récente d'un support numérique (établissement B)
·          Etude intéressante concernant l'arrêté 2950 (établissement A) et insertion des
           réflexions dans le cadre de groupements d'achats (vision globale).

V.A. Etablissement A

Dans le département d'imagerie de cet établissement, deux projets ont été lancés :

-         Mise en place d'une solution écologique pour répondre à l'arrêté 2950 ,
-         Utilisation de solutions d'impression à sec et numérisation du plateau
           technique.

Le service est peu numérisé. Il est doté d'un scanner, d'une salle vasculaire et d'un échographe. Le plateau d'imagerie est situé sur quatre sites (scanner, vasculaire, radio centrale et urgences) sur deux niveaux.
La production de film radiologique a été estimée à 28 000 m² par an.

Ces réflexions ont été menés dans le cadre de groupements d'achats de la région, en intégrant tous les adhérents du groupement (7 établissements).
Une étude préalable a permis de réaliser un premier bilan

Bilan global

Dans le cas d'une récupération totale des effluents radiologiques,


L'établissement A a donc cherché à savoir quelles pouvaient être les solutions lui permettant de répondre aux exigences de l'arrêté 2950 en intégrant les spécificités du site.

V.A.1. Répondre à l'arrêté 2950

Trois options différentes ont été envisagées afin de mettre en conformité les effluents radiologiques de ce centre hospitalier général.
Les données prises en compte ont été les suivantes (exercice 1999) :
 
Surface totale
Surface réelle
Révélateur
Fixateur
Eau (~ 8 l/m2)
16 491 m2
27 992 m2
18 056 litres
20 136 litres
131 928 litres

Option 1 : une récupération à 100 %

Une cuve de stockage est mise en bout de chaîne de la radiologie. Cette cuve permet de récupérer tous les effluents provenant du développement des films. La collecte de ces effluents est alors sous traitée.
Il faut pour cela, effectuer des lourds travaux hydrauliques mais le coût d'installation de la cuve est peu important.
 

Option 2 : une récupération sous forme liquide (fixateur et révélateur) et un rejet des eaux de rinçage conformes

Cette option impose de mettre en place un recycleur par développeuse. Cela permet de réduire la quantité de fixateur en volume d'environ de 25 % et donc de réduire la quantité des effluents rejetés.
La récupération des ions argentiques permet de réduire le taux d'argent résiduels dans l'eau de lavage et de classer cette eau comme liquide rejetable dans le réseau d'assainissement.(< 100 mg /m²)
 

Option 3 : une récupération sous forme semi-liquide (fixateur et révélateur)
avec un évaporateur en bout de chaîne et un rejet des eaux de rinçage conformes
 

Soit les inconvénients suivants
 

Option 1              Coût de l'opération, contraintes de génie civil lourdes, maintenance
                            des installations.
 
Option 2 et 3      Récupération des effluents dans des bidons de 20 litres maximum à la
                            sortie des machines ( manutention très importante, stockage difficile et contraignant,
                            organisation de la collecte interne complexe).
 

La solution retenue par l'établissement est la deuxième option en raison :


Toutefois, cette solution basée sur une mise aux normes des eaux de rinçage et la limitation de la production de rejets chimiques impose un réglage précis des taux de régénération, rendant instable la chaîne qualité image.
Cette instabilité rend difficile la gestion et la mise en phase des intervenants (fournisseur de films, de chimie, de machine à développer et de recycleurs).

La mise en place récente des recycleurs sur le site aura montré notamment une légère dégradation de l'image liée à des mauvais réglage du fournisseur de recycleurs.
 

V.A.2. Le projet de numérisation

Le tableau suivantprésente les différents éléments de ce projet, comportant plusieurs phases.
Celui-ci est basé sur une étude effectuée par plusieurs fournisseurs et a pour objectif de   présenter les différentes phases du projet et une idée des investissements mis en jeu.

Ce projet comportant une phase de mise en place d'installations numériques suivie d'une phase d'élaboration et de mise en place d'un réseau représente un investissement importante.
Ceci justifie la réflexion nécessaire présentée au cours des chapitres précédents.

Le schéma suivant présente l'architecture envisagée pour leur réseau d'imagerie médicale.


Figure 5.1 : Projet de numérisation de l'établissement A (Exemple d'architecture possible)


Exemple : évaluation des besoins en archivage de l'établissement A basée sur des indications du service d'imagerie

Une réflexion sur la durée d'archivage permettra à l'établissement A, en connaissant ses activités (voir ci-dessus), de déterminer le support d'archivage le mieux adapté.

Exemples

-         Disques magnétiques (1 semaine à quelques mois)
-         Disques magnéto-optiques (1 an)
-         Bandes DLT en juke-box (jusqu'à 5 ans)
-         Serveur hors ligne (au-delà de 5 ans)
 

V.A.3. Bilan et perspectives

L'établissement A a donc choisi de s'orienté dans une démarche de numérisation par plaques ERLM, précédé d'une mise en conformité des rejets radiologiques
(recycleurs + récupération et traitement du révélateur et fixateur).
L'objectif premier est de se mettre en conformité avant le 1er juillet 2000 à moindre coût en limitant au maximum des investissements trop importants.
 

V.B. Etablissement B

Cet établissement dispose de plaques photostimulables et d'un lecteur de plaques.
Le tableau suivant présente un récapitulatif de l'étude.
 

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CONCLUSION


       L'avenir de la radiologie analogique est conditionné par trois facteurs importants examinés successivement.

       Le premier facteur est le résultat de la compétition entre différentes modalités de production d'une image médicale : échographie, IRM, scanner et radiologie conventionnelle. Il dépend beaucoup des performances techniques et médicales de ces dispositifs. Il dépend également en partie de la manière  dont l'hôpital voit sa place au sein du système de santé. La numérisation apporte en tout cas, une garantie d'usage de la simple radiologie X puisqu'elle la met au même niveau de traitement que les autres modalités déjà numérisées. Le chapitre II présente un certain nombre de dispositifs de numérisation (CCD, plaque ERLM, détecteur matriciel, Ö). Il restera à retenir le plus performant. Deux solutions s'affrontent aujourd'hui :
plaques ERLM ou détecteurs plans. Les plaques ERLM ont aujourd'hui, pour des raisons économiques, technologiques et organisationnelles, la préférence de nombreux services de radiologie (établissements A et B).
Toutefois, les coûts des détecteurs plans vont progressivement diminuer au profit de leurs réelles capacités technologiques (applications générales, absence de manipulation, numérisation directe, possibilité de faire de la scopie).

       Le deuxième facteur est l'intégration de la radiologie dans un réseau d'imagerie (PACS). La numérisation est alors un passage obligé sous peine de rendre peu rentable un PACS qui ne serait dédié en moyenne qu'à 50% des examens. Le PACS est encore dans une phase de progrès technique, dont les coûts d'exploitation sont mal évalués.

       Le troisième facteur est l'apparition de nouvelles réglementations fondées sur une philosophie écologique (protection de l'environnement par le traitement des effluents radiologiques : arrêté 2950) et de protection du patient et des opérateurs (Directives Euratom,  transcrite prochainement en droit français).

Le dernier chapitre concernant l'étude de deux cas, montre bien qu'il n'y a pas aujourd'hui une réponse unique. Car si à terme,la numérisation devrait s'imposer,on ignore aujourd'hui la vitesse à laquelle cette convergence se fera puisque en
tout état de cause, les décisions s'appuient sur une hiérarchie de valeurs appliquées sur tel ou tel point et qui peuvent rapidement changer.

Le parc actuel de radiologie conventionnelle (Annexe III) appelle un renouvellement important dans les années à venir. Il faudra alors choisir une stratégie.
 

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