Lignes directrices sur l'exposition aux champs électromagnétiques provenant d'appareils cliniques à résonance magnétique - code de sécurité - 26

4. Effets Sur la Santé Des Champs a RM (Suite)

Il existe des publications traitant globalement des conséquences pour la santé des champs à RM^{(4,5,6,7,24 25,30)}. Il existe également des études détaillées sur les effets biologiques des champs magnétiques statique,⁽²⁸⁾ des champs magnétiques variables dans le temps⁽²⁹⁾ et des champs RF⁽¹¹⁾. C'est pourquoi nous ne donnerons ici qu'un bref exposé des effets biologiques de ces trois types de champs. Peu d'études ont été publiées sur les effets des expositions à la RM (des trois types de champs). Nous vous les présentons ici.

4.1 Champ magnétique statique

Les champs magnétiques statiques agissent sur les systèmes biologiques en exerçant des forces sur les molécules et les cellules ayant une susceptibilité diamagnétique. Ils peuvent également influencer la cinétique des enzymes et exercer une action sur les charges mobiles (y compris les fluides en mouvement). Les molécules et d'autres structures cellulaires telles que les bâtonnets, l'ADN et les drépanocytes sont magnétiquement anisotropes et c'est ce qui explique qu'une force puisse s'exercer sur ceux-ci dans un champ magnétique statique; cette force les oriente dans le sens du champ. Des champs de l'ordre de 0,3 T à 2 T environ ont causé des orientations dans des échantillons étudiés in vitro^(4,6,7,30). Des champs magnétiques puissants de l'ordre de 20 T ont un effet sur les réactions enzymatiques⁽⁶⁾.

Un champ magnétique statique exerce une force sur un charge mobile à l'intérieur du champ. La direction de la force est perpendiculaire à la direction du champ et à la direction du mouvement. Par ce mécanisme, des champs magnétiques peuvent déformer les boucles de courant de la conduction nerveuse (propagation du potentiel d'action) et causer un abaissement du potentiel de conduction ainsi qu'un abaissement de la vélocité de conduction. Ces effets se produisent avec des champs puissants supérieurs à 24 T ^(6,30).

Un autre type d'interaction porte sur les fluides conducteurs en mouvement domme dans la circulation sanguine et le mouvement périodique de certaines parties du corps, comme le mouvement de la poitrine et les contractions cardiaques. Le mouvement d'un conducteur dans un champ magnétique produit l'induction d'un potential aux bornes du conducteur ou, dans le cas du corps humain, à travers un vaisseau sanguin. La tension induite dépend de l'induction magnétique, du diamètre du vaisseau sanguin, du débit sanguin et de l'orientation des vaisseaux sanguins par rapport à la direction du champ. L'électroencéphalogramme permet de détecter ce potentiel: du point de vue physiologique, il est négligeable jusqu'à ce qu'un seuil pour la dépolarisation des fibres du muscle cardiaque soit atteint. Selon des calculs approximatifs, "dans le pire des cas", un champ de 2,5 T induit unpotentiel de courant de l'ordre de 40 mV, ce qui est le seuil de dépolarisation des fibres individuelles du muscle cardiaque⁽²⁴⁾. Toutefois, le potentiel calculé se rapporte au plan transversal de l'aorte, et des potentiels beaucoup plus faibles sont induits dans les cellules individuelles⁽²⁴⁾. Les mesures de potentiel induit par le mouvement dans des plans traversaux (du thorax par exemple) sont très inférieures aux mesures relatives au débit sanguin⁽⁶⁾.

Les données scientifiques recueillies traitant des effets biologiques des champs magnétiques statiques sont plutôt limitées et elles ne forment pas un ensemble cohérent^{(4,5,6,7,24 25,28,30)}. Selon plusieurs études menées avec soin, les principaux processus biologiques suivants ne semblent pas être modifiés par des champs magnétiques statiques inférieurs à 2 T⁽³⁰⁾:

1. la morphologie et la croissance cellulaire,
2. la structure de l'ADN et l'expressivité,
3. la reproduction et le développement
4. les propriétés bioélectriques des neurones isolés,
5. le comportement animal,
6. la réponse visuelle à la stimulation photique,
7. la dynamique cardio-vasculaire,
8. les indices hématologiques
9. la réponse immune,
10. la régulation physiologique et les rythmes circadiens. Cependant, les données scientifiques recueillies à ce jour ne permettent pas d'évaluer le risque de l 'exposition à des champs statiques plus élevés⁽³⁰⁾.

Les études traitant des effets sur les humains sont rares. Certains résultats indiquent que les expositions du personnel à des champs allant jusqu'à 2 T pendant des périodes de quelques heures ne semblent pas entraîner d'effets négatifs. Des expositions à des champs allant jusqu'à 0,5 T pendant de longues périodes n'ont pas entraîné d'effets nuisibles à la santé. Ce sont les conclusions d'une étude menée auprès du personnel des laboratoires de physique nucléaire^(5,25). Dans plusieurs pays, il a été recommandé de limiter à 8 h par jour les expositions à des champs de 0,01 à 0,03 T. Ces recommandations s'adressent au personnel des laboratoires de physique nucléaire⁽²⁷⁾ et peuvent servir de référence aux opérateurs d'appareils à RM. Par contre, les directives permettent une exposition à des champs d'intensité plus élevée pendant de courtes périodes.

4.2 Champ magnétique variable dans le temps

Les champs magnétiques variables dans le temps interagissent avec les systèmes biologiques principalement par l'induction de courants électriques internes appelés "courants de Foucault". L'intensité du courant dépend du taux de variation de l'induction magnétique et du rayon de la boucle de courant. Les boucles de courant sont situées dans des plans perpendiculaires à la direction du champ magnétique. On a pu déterminer le seuil des intensités de courant pour des effets biologiques connus,^{(5,6,7,(24) 25,30)} notamment la fibrillation, l'électrochoc, l'induction de phosphènes visuels et l'initiation d'impulsions dans les cellules nerveuses et musculaires. Les seuils sont liés au taux de variation de l'induction magnétique et à la durée de la période du champ variable dans le temps. Il faut calculer les
intensités de courant induites dans le corps humain en se basant sur le pire des cas possibles, c'est-à-dire une intensité avec la boucle de courant la plus grande possible dans des conditions d'exposition en clinique.

Les seuils approximatifs d'intensité de courant pour les tissus vivants sont les suivants⁽³⁰⁾:

1. 1 A/m2 pour la fibrillation cardiaque;
2. 10 mA/m2 pour les effets visuels réversibles (magnétophosphènes);
3. 10 à 100 mA/m2 dans des expositions chroniques pour des altérations irréversibles de la biochimie et de la physiologie des cellules et des tissus (par exemple, les intensités de courant utilisées dans le traitement des os). Il semble qu'il y ait peu d'effet biologique, sinon aucun, dans le cas d'expositions non chroniques à des champs qui induisent des intensités de courant inférieures à 1 à 10 mA/m2, soit la plage des intensités de courant endogènes (EEG, EKG)(30).

L'évaluation des seuils ci-dessus et l'observation des effets biologiques a mené à la conclusion que l'exposition humaine à des champs de 3 T/s comporte peu de danger, sinon aucun, pour la santé⁽²⁷⁾. Ces seuils ont été adoptés dans le cadre des recommandations aux États-Unis⁽¹⁴⁾. Les recommandations en Grande-Bretagne⁽¹⁾ mentionnent un champ de 20 T/s: il a été estimé que ce taux de variation de l'induction magnétique induit une intensité de courant maximale de 0,3 A/m2 dans une partie quelconque du corps, soit un facteur d'environ 3 sous le seuil pour la fibrillation cardiaque.

Dans les recommandations de la République fédérale allemande,⁽²²⁾ il est question d'un seuil de 30 mA/m2, ce qui correspond approximativement à un champ de 3 T/s⁽³⁰⁾. Les seuils plus élevés pour les impulsions de courte durée (inférieures à 10 ms) mentionnés dans les recommandations du Royaume-Uni et de la République fédérale allemande sont basés sur la relation entre la durée de l'mpulsion lectrique et le temps de réponse du corps humain⁽¹⁾.

Une étude a été menée récemment pour évaluer les effets des champs magnétiques pulsés sur le développement foetal des souris⁽¹⁷⁾. Les expositions variaient entre 3,5 et 12 kT/s, avec des périodes d'impulsions de 0,33 à 0,56 ms. Les expositions étaient de courte durée et ont eu lieu au cours des divers stades de la gestation. Dans certaines expositions, on a observé la stimulation de muscles superficiels du squelette. Aucun effet négatif relatif à la grossesse, aux rejetons à la naissance et pendant leur croissance n'a été observé sur les souris exposées, par comparaison avec les souris témoins⁽¹⁷⁾.

4.3 Champ radiofréquence

Les effets nuisibles pour la santé provoqués par l'exposition à des champs radiofréquence (RF) sont liés à des taux élevés de dépôt d'énergie. Étant donné que les interactions des champs RF dépendent de la fréquence du champ, de la nature du champ (électrique, magnétique, champ éloigné, champ proche) et de la forme et des dimensions de l'objet, on s'est servi d'un paramètre appelé taux d'absorption spécifique (TAS) pour quantifier les effets. Le TAS est la mesure de la dose, définie comme étant le taux auquel l'énergie RF est induite dans une unité de masse du corps biologique soumis à l'exposition. L'unité de TAS est le watt par kilogramme (W/kg). Habituellement, la répartition spatiale du TAS est non uniforme dans le corps humain. Dans le cas des systèmes à RM, la répartition spatiale
dépend de la configuration des bobines de transmission, de la fréquence, du type de tissu, de la forme et des dimensions de l'objet visualisé.

L'exposition à des champs RF avec un TAS suffisamment élevé amène des élévations de température locales ou globales⁽¹¹⁾. Un a estimé qu'un TAS moyen pour le corps entier de 1 à 4 W/kg durant de courtes p& ea cute;riodes (environ 1 heure) produit des élévations importantes de la température du corps humain (environ 0,5oC avec un TAS égal à 1,4 W/kg) lorsque la température ambiante se situe entre 25oC et 30oC⁽¹¹⁾. On peut s'attendre à constater des élévations de température du corps entier plus grandes dans le cas des personnes dont la capacité thermorégulatoire est déficiente. De plus, les élévations de température locales peuvent être plus grandes aux endroits où le TAS est élevé⁽¹¹⁾.

Des études ont été menées sur les effets des champs RF de divers systèmes. Pour plusieurs effets, on a déterminé les seuils des TAS et des durées d'exposition⁽¹¹⁾. Plusieurs effets s'expliquent par l'élévation de température générale ou localisée tandis que certains effets sont liés à des mécanismes non thermiques. Il existe des études traitant de plusieurs effets relativement importants liés à un TAS moyen du corps entier de 1 à 3 W/kg avec des expositions prolongées. Ces effets comprennent, notamment, des modifications du comportement, l'accélération du cancer chez la souris, la diminution des cellules de Purkinje dans le cerveau des rats, des modifications dans la fonction des glandes endocrines et dans la chimie du sang, ainsi que des changements réversibles dans les systèmes hématologiques et immunologiques⁽¹¹⁾. On a de plus observé des effets non thermiques tels que les changements dans le métabolisme de l'énergie
cellulaire dans le cerveau du rat et des changements dans l'afflux des ions calcium. Ces effets non thermiques sont liés à des champs RF en modulation de fréquence extrêmement basse (soit des fréquences entre 1 et 300 Hz). Des effets nuisibles ont été observés avec des TAS plus élevés entre 4 et 8 W/kg liés à des champs RF. Ces effets nuisibles observés sur les animaux de laboratoire comportent des troubles du comportement, la stérilité temporaire et la bradycardie⁽¹¹⁾.

Les données sur les effets sur le corps humain sont très limitées et insuffisantes. Elles ne permettent donc pas d'élaborer des recommandations sur les seuils d'exposition ne présentant aucun danger pour la santé.