La méthode la plus répandue pour obtenir des images de vaisseaux coronaires obstrués est la coronarographie. Pour certains patients, cependant, les agents de contraste utilisés dans ce processus peuvent causer des problèmes de santé. Une équipe de l'Université technique de Munich (TUM) a maintenant démontré que la quantité requise de ces substances peut être considérablement réduite si les rayons X monoénergétiques d'un accélérateur de particules miniature sont utilisés.

Les tissus mous tels que les organes et les vaisseaux sanguins sont presque impossibles à examiner sur les images radiographiques. Pour détecter un rétrécissement ou d'autres changements dans les vaisseaux sanguins coronaires, les patients reçoivent donc généralement une injection d'un produit de contraste iodé.

Ces substances peuvent parfois être dangereuses pour la santé, cependant :« En particulier chez les patients insuffisants rénaux, des complications peuvent survenir, dans certains cas même une insuffisance rénale, " explique le Dr Daniela Münzel, professeur auxiliaire de radiologie à la Klinikum rechts der Isar de la TUM. "C'est pourquoi nous étudions les possibilités d'utiliser des concentrations plus faibles d'agents de contraste."

Rayons X précis

Une approche pour réduire la posologie a maintenant été développée par des scientifiques du département de radiologie diagnostique et interventionnelle de la Klinikum rechts der Isar, travaillant en étroite collaboration avec la Chaire de Physique Biomédicale du Département de Physique de TUM. La méthode, qu'ils ont décrit dans un article publié dans Nature Rapports scientifiques , n'est pas basé sur de nouveaux agents de contraste. Au lieu de cela, il s'appuie sur des rayons X spéciaux générés à l'aide de la source lumineuse compacte de Munich (MuCLS), le premier mini-synchrotron au monde, qui a été officiellement inauguré à TUM fin 2015.

"Les sources de rayons X conventionnelles génèrent une gamme relativement large de niveaux d'énergie. En revanche, l'énergie des rayons X produits par le MuCLS peut être contrôlée beaucoup plus précisément, " dit la physicienne Elena Eggl, le premier auteur de l'article.

Près du bord d'absorption

Les agents de contraste tels que l'iode et le gadolinium ont un avantage d'absorption. Cela signifie que lorsque la substance est exposée à des rayons X d'une certaine énergie, le contraste de l'image finale de l'organe marqué est particulièrement bon. En dessous du seuil d'absorption - environ 30 kiloélectronvolts (keV) pour l'iode - le contraste se détériore rapidement. Le contraste devient également plus faible à des énergies bien au-dessus du bord d'absorption.

Par conséquent, lors de l'utilisation de sources conventionnelles de rayons X à large spectre, une quantité adéquate de produit de contraste doit toujours être utilisée afin de compenser cet effet et d'obtenir une image suffisamment nette pour un diagnostic. Le MuCLS peut générer des rayons X qui ont exactement le niveau d'énergie optimal. La capacité de produire de tels rayons X monoénergétiques existe depuis un certain temps. Autrefois, cependant, cela n'était possible qu'avec des accélérateurs de particules circulaires d'un diamètre de plusieurs centaines de mètres. En revanche, le MuCLS est comparable en taille à une voiture.

Une amélioration significative

Les données montrent que les rayons X monoénergétiques permettraient de diminuer la concentration d'iode requise d'environ un tiers sans perte de contraste. Pour le gadolinium, il y aurait même une réduction un peu plus importante. Il faut beaucoup plus de recherches, cependant, avant que de vrais patients puissent être examinés avec des rayons X monoénergétiques.

« Nous sommes encore au tout début du développement de cette technologie, " dit Elena Eggl. Le MuCLS est la toute première machine du genre. De plus, il est destiné à la recherche fondamentale, et non pour examiner les patients. Mais avec des simulations informatiques détaillées et des tests avec un cœur de cochon, en utilisant des vaisseaux sanguins teints à l'iode, les chercheurs ont pu démontrer la faisabilité de la méthode.

De bonnes perspectives

Franz Pfeiffer, professeur de physique biomédicale à la TUM, voit les résultats de l'équipe comme un début prometteur pour la recherche médicale avec le synchrotron compact :« Le MuCLS offre de nombreuses possibilités d'applications médicales que nous prévoyons de continuer à rechercher avec nos partenaires dans les domaines médicaux.