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PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
GRANDEURS DOSIMETRIQUES APPLIQUES A LA
PROTECTION RADIOLOGIQUEBernard AUBERT
Unité d'Expertise en radioprotection Médicale
IRSN/DRPH/SER
Master de Physique Médicale – PM2-RM1.11 – le 17 novembre 2005
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Rappels
Grandeurs dosimétriques de base(cours JCR PM2-RM1.06)
• Fluence (m-2) et débit de fluence (m-2.s-1)
• Fluence énergétique (J.m-2) et de débit de fluence énergétique (J.m-2.s-1)
• Kerma au point P K = dEtr/dm (J.kg-1 ou gray)
• Dose (absorbée) au point P D = d/dm (J.kg-1 ou gray)
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Introduction
• Actuellement la protection radiologique repose sur les recommandations qui figurent dans la publication CIPR 60, reprises dans la publication CIPR 73 :
« Protection et sûreté radiologiques en Médecine ».
• La protection radiologique concerne uniquement les rayonnements ionisants et la protection de l’homme.
• Les risque associés aux rayonnements ionisants doivent être relativisés par rapport aux autres risques.
• Les grandeurs dosimétriques utilisées sont des grandeurs macroscopiques définies de façon formelle par l’ICRU.
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Introduction
• Le processus d’ionisation conduit à endommager les cellules.
• Ces dommages peuvent conduire soit à : Une cellule non viable, Une cellule viable mais transformée.
• On distingue : les effets déterministes, qui apparaissent au
dessus d’un certain niveau de dose ; Les effets stochastiques, qui ne dépendent pas
de la dose.
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Irradiation
Cellule réparé
e
Cellule
morte
Effets génétiqu
es et cancers
Mort cellulaire différée
Effets obligatoires ou déterministes à
seuil
Cellule
mutée
Cellule normale
Survie initiale mais
division impossibl
e
Élimination par le système
immunitaire
Effets différés
aléatoiresou
stochastiques
Effets biologiques
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6/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Pour un individu donné, les conditions d'exposition étant connues, on peut
savoir si l'effet apparaîtra ou non et, s'il apparaît, quelle sera sa gravité.
Effets déterministes• apparaissent obligatoirement quand la dose
reçue est supérieure à un certain seuil,
• cette valeur peut varier dans des limites étroites d'un individu à l'autre,
• spécifiques de l'action de rayonnements ionisants,
• gravité proportionnelle à la dose,
• effets d'autant plus sévères et précoces (sauf cataracte) que la dose reçue est élevée.
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Pour un individu donné, les conditions d'exposition étant connues, on ne peut pas savoir si l'effet apparaîtra ou non.
Effets stochastiques• ne sont pas spécifiques des rayonnements
ionisants,
• apparaissent au hasard sur certains individus d'une population irradiée
• effets tardifs dont la gravité est indépendante de la dose reçue (leucémie 5 ans, autres >10 ans),
• fréquence proportionnelle à la dose,
• absence de seuil connu,
• on parle de probabilité d'apparition (ou d'incidence), qui dépend de la dose,
• nécessité de comparer avec une population témoin.
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Effets biologiques
Effetsgénétiques
• altération de la formule sanguine,
• érythème,
• cataracte,
• …
• leucémies,
• cancers,
• mutations sur l'individu.
• mutations sur la descendance.
Effetsdéterministes
Effetsstochastiques
Effetssomatiques
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?
Relation linéaire sans
seuil
Effets biologiques
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Grandeurs dosimétriques• Dose moyenne absorbée dans un tissu ou un
organe : DT (gray, Gy)
• Dose équivalente absorbée dans un tissu ou un organe :
HT (sievert, Sv)
• Dose efficace :E (sievert, Sv)
• Dose efficace engagée :E(T) (sievert, Sv)
• Dose efficace collective :(homme x sievert, H.Sv)
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Dose (moyenne) à l’organe, DT
T
TT m
D
Où T est l’énergie totale transmise à un tissu
ou un organe, et,
• mT est la masse de ce tissu ou de cet organe.
Les valeurs de mT peuvent varier de moins de 10 g pour les ovaires, jusqu’à 70 kg pour le corps
entier.
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Facteur de pondération pour les rayonnements
• La probabilité d’apparition d’effets stochastiques dépend non seulement de la dose absorbée mais aussi du type et de l’énergie du rayonnement produisant la dose.
• Cela est pris en compte en pondérant la dose absorbée par un facteur lié à la qualité de la radiation aussi bien pour un champ de rayonnement externe que pour un radionucléide incorporé.
• Ce facteur est appelé :facteur de pondération pour les rayonnements,
wR.
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Type et domaine d’énergie wR
Photons, toutes énergies 1
Électrons et muons, toutes énergies 1
Neutrons, énergie < 10 keV10 keV à 100 keV
> 100 keV à 2 Mev2 MeV à 20MeV
> 20 MeV
51020105
Protons, autres que les protons de recul, énergie > 2 MeV
5
Particules alpha, fragments de fission, noyaux lourds
20
Facteur de pondération pour les rayonnements
D’après la publication 60 de la CIPR
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Dose équivalente à l’organe, HT,R• La dose absorbée moyenne dans un tissu ou un
organe pondérée par le facteur de pondération pour les rayonnements, wR, est appelée : Dose équivalente
• La dose équivalente, HT,R, dans un tissu ou un organe T due à un rayonnement R, est donnée par :
HT,R = wR . DT,R
où DT,R est la dose moyenne provenant du rayonnement R dans le tissu ou l’organe T.
• Comme wR est sans dimension, l’unité SI de la dose équivalente est la même que celle de la dose absorbée le J.kg-1, qui a un nom spécial le sievert (Sv)
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Dose équivalente à l’organe, HT,R
T,RR
RT D . w H
• La dérivée par rapport au temps de la dose équivalente est le débit de dose équivalente, .
• Lorsque le champ de rayonnement est composé de rayonnements de types et d’énergies ayant des valeurs de wR différentes, le dose équivalente totale est donnée par :
,TH R
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Facteur de pondération pour les tissus• La relation entre la probabilité d’apparition
d’effets stochastiques et la dose équivalente dépend aussi de l’organe ou du tissu irradié.
• Il a donc été défini une autre grandeur, dérivée de la dose équivalente, pour exprimer la combinaison de différentes doses à plusieurs tissus différents afin d’obtenir une corrélation simple avec la totalité des effets stochastiques.
• Le facteur par lequel la dose équivalente est pondérée est appelé :
facteur de pondération pour les tissus, wT.
• Il représente la contribution relative d’un organe ou d’un tissu au détriment total dû aux effets qui résulteraient d’une irradiation uniforme de tout le corps.
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Tissu ou organe wT
GonadesMoelle osseuse (rouge)ColonPoumonsEstomacVessieSeinFoieŒsophageThyroïdePeauSurface des osAutres tissus ou organes*
0,200,120,120,120,120,050,050,050,050,050,010,010,05
D’après la publication 60 de la CIPR
Facteur de pondération pour les tissus
= 1
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D’après la publication 60 de la CIPR
Facteur de pondération pour les tissus
Cas des autres tissus ou organes
Cela comprend les organes suivants :• Glande surrénale, cerveau, gros intestin,
petit intestin,Rein, muscles, pancréas, rate, thymus et utérus.
• Si un seul des tissus ou organes ci-dessus reçoit une dose équivalente supérieure à la dose la plus élevée des 12 organes pour lesquels un facteur de pondération est spécifié, un facteur de pondération de 0,025 doit lui être appliqué et un facteur de pondération de 0,025 à la dose moyenne des autres organes et tissus de la rubrique « Autres ».
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Dose efficace, E
• La dose équivalente moyenne dans un tissu ou un organe pondérée par le facteur de pondération pour les tissus, wT, est appelée : Dose efficace
• La dose efficace, E, pour un individu est donnée par :
où HT est la dose équivalente dans un tissu ou un organe T.
• Comme wT est sans dimension, l’unité SI de la dose efficace est le J.kg-1, qui a un nom spécial le sievert (Sv)
TT
T H . w E
T R
R,TRT .E Dww
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• Indicateur global de l’exposition de l’individu, défini à l’origine pour la radioprotection du public et du personnel.
• Surtout utile lorsque l’exposition de l’organisme n ’est pas homogène.
• Utilisée chez le patient en radiodiagnostic et en médecine nucléaire afin de comparer des pratiques entre différents types de procédures, pays, niveaux de soins, période de temps, .…
• Passage de l'équivalent de dose efficace (CIPR 26) à la dose efficace (CIPR 60). L’évolution des facteurs wT peut conduire à des valeurs numériques différentes entre ces 2 grandeurs, au maximum d’un facteur 2. Changements prévisibles avec la CIPR 2006.
Dose efficace, E
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• Cette grandeur est particulièrement utile quand on veut : caractériser une irradiation hétérogène
(médecine nucléaire) , caractériser une exposition où un nombre
significatif d’organes sont concernés (radiologie classique et scanographie).
additionner les risques de différentes irradiations reçues successivement par un même individu.
• Son utilisation n’est pas justifiée dans les situations où l’irradiation est bien localisée et ne concerne qu’un type d’organe (mammographie par exemple).
Dose efficace, E
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22/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
AVANTAGES• même échelle de référence quelle que soit la
modalité d'imagerie ou la région examinée,• possibilité d'additionner des E liées à
différents examens, ....
INCONVENIENTS• grandeur calculée, plus difficilement
accessible en routine,• grandeur dépendant des valeurs des
coefficients wT pouvant être modifiées dans le temps,
• coefficients wT uniques quel que soit l'âge du patient, ....
Dose efficace, E
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23/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
2-FLUORO-2-DEOXY-D-GLUCOSE (FDG)18F Injection intra-veineuse
DOSE ABSORBEE PAR UNITE D’ACTIVITEADMINISTREE (µGy/MBq)
Organes Adulte 1 anParoi vésicale 160 590
Myocarde 62 350Cerveau 28 48Ovaires 15 82
Testicules 12 73Utérus 21 100
Dose efficace(µSv/MBq)
19
15 ans2108128201626
25
10 ans28012030302639
37
5 ans32020034443855
51 95
Groupe de travail SFPM “ Dosimétrie des explorations diagnostiques en Médecine Nucléaire ”
Dosimétrie en médecine nucléaire
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24/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Radiopharmaceutique Dose efficace (mSv/MBq)
1 an 5 ans 10 ans 15 ans18FDG 9,5.10-2 5,0.10-2 3,6. 10-2 2,5.10-2
67Ga citrate 6,4.10-1 3,3.10-1 2,0.10-1 1,3.10-1
99mTc DMSA 3,7.10-2 2,1.10-2 1,5.10-2 1,1.10-2
99mTc leucocytes marqués 6,2.10-2 3,4.10-2 2,2.10-2 1,4.10-2
99mTc pertechnetate (thyr. non bloquée) 7,9.10-2 4,2.10-2 2,6.10-2 1,7.10-2
99mTc phosphates et phosphonates 2,7.10-2 1,4.10-2 1,1.10-2 7,0.10-3
123I MIBG 6,8.10-2 3,7.10-2 2,6.10-2 1,7.10-2
201Tl 2,8.10-0 1,7.10-0 1,2.10-0 3,0.10-0
Dose efficace (publication 80 de la CIPR)
Dosimétrie en médecine nucléaire
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Doses efficaces (en mSv) correspondant aux procédures de Médecine Nucléaire les plus courantes
D’après A. C. Perkins, Nuclear Medicine: Science and Safety, John Libbey (1996)
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26/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Dose efficace et équivalent en irradiation naturelle
Type d’examen de Médecine Nucléaire
Dose efficace (mSv)
Equivalent en nbre de radios pulmonaires
Equivalent en
irradiation naturelle
Etudes au 99mTc Os Perfusion cérébrale Perfusion pulmonaire Perfusion myocardique Thyroïde Reins DTPA Reins DMSA Leucocytes HMPAO
3,6 4,5 1,0 5,0 1,0 1,6 0,4 2,8
180 225 50 250 50 80 20 140
1,8 ans 2,3 ans 6 mois 2,5 ans 6 mois 10 mois
8 semaines 17 mois
Autres radionucléides 201Tl-myocarde 123I-thyroïde 123I-mIBG 111In-leucocytes
18,0 4,4 5,6 9,6
900 220 280 480
9 ans
2,2 ans 2,8 ans 4,8 ans
1,06,0 8,0 8,0
D ’après A. C. Perkins, Nuclear Medicine: Science and Safety, John Libbey (1996)
Médecine nucléaire
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27/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
D après A. C. Perkins, Nuclear Medicine: Science and Safety, John Libbey (1996)
Doses efficaces (en mSv) correspondant aux procédures de Radiodiagnostic les plus courantes
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29/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Dose efficace et équivalent en irradiation naturelle
Type d’examen Dose efficace (mSv)
Equivalent en nbre de radios pulmonaires
Equivalent en irradiation naturelle
Radiographie Extrémités (genoux) Thorax Crâne Rachis cervical Rachis dorsal Rachis lombaire Hanches Pelvis Abdomen UIV
0,01 0,02 0,1 0,1 1,0 2,4 0,3 1,0 1,5 4,6
0,5 1 5 5
50 120 15 50 75 230
1,5 jours 3 jours
2 semaines 2 semaines
6 mois 14 mois 2 mois 6 mois 9 mois 2,5 ans
Scanner Cerveau Rachis cervical Rachis dorsal Thorax Abdomen Rachis lombaire Pelvis
2,0 3,0 6,0 8,0 8,0 3,5 7,0
100 150 300 400 400 175 350
1 an
18 mois 3 ans 4 ans 4 ans
1,8 ans 3,5 ans
1,06,0 8,0 8,0
D’après A. C. Perkins, Nuclear Medicine: Science and Safety, John Libbey (1996)
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30/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
RADIODIAGNOSTIC mSv MEDECINE NUCLEAIRE scanner abdomen
- 20 - cœur 201Tl
tumeurs 18 FDG scanner thorax
lavement baryté
- 10 - cerveau 99m Tc HMPAO
urographie transit gastrointestinal
rachis lombaire 2 clichés
abdomen
pelvis
- 5 -
Irradiation naturelle annuelle
- 1 -
foie 99m Tc HIDA cœur
99mTc MIBI
squelette 99m
Tc phosphonate
reins 99m
Tc MAG3 poumons 99m Tc microsphères
rachis dorsal 2 clichés thyroïde
99mTc pertechnetate
crâne 2 clichés
- 0,5 - reins 99m
T c DMSA reins 123 I hippuran
thorax 2 clichés
- 0,1 -
test de Schilling 57 Co vit. B12 clairance
51Cr EDTA
d'après Hänscheid et al. Kursus der Nuklearmedizin, http://www.uni -wuerzburg.de/kursus/Grundlagen.htm
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31/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Dose équivalente engagée• Après l’incorporation d’une substance
radioactive, il y a une période durant laquelle cette substance donne naissance à des doses équivalentes dans les tissus à des débits qui varient.
• L’intégrale dans le temps du débit de dose équivalente est appelée :
Dose équivalente engagée, HT()
où est le temps d’intégration en années à partir de l’incorporation t0. Si n’est pas précisé sa valeur sera de 50 ans pour les adultes et 70 ans pour les enfants.
0
0
tt H H dt).()( TT
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32/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Dose efficace engagée
• La dose efficace engagée est définie de la même façon que la dose équivalente engagée :
où est le temps d’intégration en années à partir de l’incorporation.
)(.)(T
TT Hw E
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33/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Dose efficace collective, S• Si l’on désire une évaluation de l’exposition aux
rayonnements d’une population, on peut calculer la dose efficace collective.
• Cette grandeur a été définie par la CIPR comme :
Où est la dose efficace moyenne pour un sous groupe de population i.
• L’unité de cette grandeur est l’homme.sievert (H.Sv)
ii0 NE E
EN
E. S i.ouddd
iE
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34/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Grandeur se rapportant à l’exposition d’un groupe.
• S’obtient en multipliant la dose efficace moyenne du groupe exposé avec le nombre de personnes exposées.
• Ne doit s’utiliser que pour juger du résultat d’une nouvelle pratique, d’un nouveau matériel, …
• Ne doit en aucun cas être utilisée pour calculer le nombre de cancers dans une population exposée.
Dose efficace collective
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Dose efficace collective
Dose efficace collective (en Allemagne)
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36/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Quelle grandeur dosimétrique utiliser ?
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37/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
DR,T HT = DR,T
[gray] [sievert]
Dose à l ’organe Dose équivalente
WR = 1
(10 mSv)(10 mGy)
HT E [sievert] [sievert]
Dose équivalente Dose efficace
WT.HT
(2 mSv)(10 mSv)
Cas des applications médicales
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38/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Il y a risque de confusion quand la grandeur dosimétrique et son unité ne sont pas précisées.
La dose équivalente, HT, ne présente pasd’intérêt pour les applications médicales.
Il vaut donc mieux utiliser uniquement :
• la dose à l’organe en Gy (ou mGy)
• la dose efficace en Sv (ou mSv).
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39/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Les modèles et les grandeurs dosimétriques ont été développés dans une perspective réglementaire ou opérationnelle.
De nombreuses approximations sont admises :
grandeurs « macroscopiques » basées sur le concept de dose moyenne au tissu
les facteurs de pondération pour les tissus et organes (WT) et pour les rayonnements (WR )
modèle simplifié de l’homme standard
calculs à l’aide d’outils mathématiques complexes comportant des incertitudes
Grandeurs et unités en radioprotection
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40/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Relations entre les différentes grandeursGrandeursphysiques
Grandeursopérationnelles
Grandeursde protection
Fluence, Kerma, K
Dose absorbée, D
Équi. dose ambiant, H*(d)Équi. dose dir., H’(d,)Équi. dose ind., Hp(d)
Dose absor. organe, DR,T
Dose équi. organe, HT
Dose efficace, E
Calculées en utilisant les wR et wT, et les
fantômes anthropomorphes
Calculées en multipliant par un
coefficient de conversion
Comparées par mesures et calculs (en utilisant les wR et wT, et les fantômes
anthropomorphes)
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41/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Grandeur physique
Elle décrit des phénomènes physiques et correspond à ce qui peut être directement mesuré.
Que peut-on mesurer ?
• Type de particules ou nature du rayonnement
• Intensité de l’émission• Énergie des particules• Orientation
Pour des faisceaux de :
• Photons (RX ou gamma)• Bêta ou électrons• Neutrons
Fluence de particules, = dN/da (m-2)
Kerma, K = dEtr/dm (J.kg-1 ou Gy)
Dose absorbée, D = dE/dm (J.kg-1 ou Gy)
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42/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Grandeur de protectionEst calculée en utilisant les wR et wT, et les fantômes anthropomorphes en considérant l’orientation de l’individu. Dose absorbée moyenne à l’organe, T, due au rayonnement
R : DR,T
R
TR,RT .DwH Dose équivalente à l’organe : HT
Dose efficace : E
T
TT.HwE
Organe WT
Gonades 0,20Moelle osseuse (rouge) - Colon 0,12Poumons - Estomac - Vessie 0,12Seins - Foie 0,05Œsophage - Thyroïde 0,05Peau, surface des os 0,01Autres tissus ou organes 0,05
wR = 1 pour les X, et .
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43/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Grandeur opérationnelle
Est calculée à partir d’une grandeur physique en multipliant par un coefficient de conversion.
Est mesurée par des dosimètres d’ambiance ou individuels.
Est un estimateur (par excès) de la dose efficace.
Particules Grandeur physique figurant au dénominateur des facteurs de conversion
des grandeur opérationnelles
Photons X et gamma
Kerma dans l’air
Bêta et électrons Dose absorbée dans les tissus
Neutrons Fluence
Équivalent de dose individuel, Hp(d) (Sv)
Équivalent de dose ambiant, H*(d) (Sv)
Équivalent de dose directionnel, H’(d,) (Sv)
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44/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Le fantôme MIRD
CrâneCerveau
Cœur
Colonne Vertébrale
CôtesPoumons
Foie ReinsVésicule biliaire
VessieBassin
Gros intestinColonIntestin grêle
Utérus/ovaires
Testicules
24 cm
70cm
80cm
40 cm
Le fantôme MIRD est conçu pour représenter un adulte de 70 kg ; d’autres fantômes ont été développés pour les enfants ou des organes spécifiques.
La dose absorbée à l’organe est une dose moyenne, et non une dose en un point
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45/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Géométries d’irradiation d’un fantôme anthropomorphe
D’après la publication 74 de la CIPR, 1997
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46/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Dose absorbée (en Gy par unité de kerma dans l’air) au cristallin en fonction de l’énergie et de l’angle
d’incidence de l’irradiation
1,5 Gy/Gy
0,2 Gy/Gy
d’après rapport 47 ICRU
![Page 47: PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006 GRANDEURS DOSIMETRIQUES APPLIQUES A LA PROTECTION RADIOLOGIQUE Bernard AUBERT Unité d'Expertise en radioprotection Médicale](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081518/551d9d8e497959293b8c3f6a/html5/thumbnails/47.jpg)
47/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Coefficients de conversion (Sv/Gy) pour les grandeurs opérationnelles et la dose efficace en fonction de
l’énergie des photons pour une géométrie d’irradiation AP.
•Les grandeurs opérationnelles surestiment E.
•Elles permettent une estimation raisonnable de E.
D’après la publication 74 de la CIPR, 1997
![Page 48: PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006 GRANDEURS DOSIMETRIQUES APPLIQUES A LA PROTECTION RADIOLOGIQUE Bernard AUBERT Unité d'Expertise en radioprotection Médicale](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081518/551d9d8e497959293b8c3f6a/html5/thumbnails/48.jpg)
48/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Contribution relative de certains organes à la dose efficace (wT.HT/E) en fonction de l’énergie dans le cas de photons incidents sur un fantôme anthropomorphe adulte (AP et
PA).
Irradiation AP
Thyroïde15%
Thyroïde
4%
Irradiation PA
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49/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Dose efficace par unité de kerma dans l’air (E/Ka) en fonction de l’énergie pour différents géométries
d’irradiation (fantôme adulte).
![Page 50: PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006 GRANDEURS DOSIMETRIQUES APPLIQUES A LA PROTECTION RADIOLOGIQUE Bernard AUBERT Unité d'Expertise en radioprotection Médicale](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081518/551d9d8e497959293b8c3f6a/html5/thumbnails/50.jpg)
50/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Équivalent de dose individuel, Hp(d) C’est l’équivalent de dose dans les tissus mous, à une
profondeur appropriée d (en mm), en un point spécifié du corps.
Il s’exprime en sievert.
Pour les rayonnements fortement pénétrants (RX > 15 keV),d = 10 mm : Hp(10)
Pour les rayonnements faiblement pénétrants (RX < 15 keV et ),
d = 0,07 mm pour la peau et 3 mm pour l’œil :Hp(0,07) ou Hp(3)
Hp(d) peut être mesuré avec un dosimètre porté à la surface du corps.
L’étalonnage du dosimètre est couramment effectué dans des conditions simplifiées en étant placé sur un fantôme approprié.
Dosimètre individuel
L’indication du dosimètre placé sur un fantôme doit varier comme la grandeur de référence en fonction de l’angle d’incidence,
![Page 51: PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006 GRANDEURS DOSIMETRIQUES APPLIQUES A LA PROTECTION RADIOLOGIQUE Bernard AUBERT Unité d'Expertise en radioprotection Médicale](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081518/551d9d8e497959293b8c3f6a/html5/thumbnails/51.jpg)
51/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Étalonnage des appareils de surveillance individuels
Surveillance passive Dosimétrie
opérationnelle
Film dosimètre DTL Dosimètres
électroniques …Étalonnage en équivalent de dose individuel, Hp(d)
d = 10 mm pour les rayonnements fortement pénétrants
d = 0,07 mm pour les rayonnements faiblement pénétrants
unité : sievert (Sv)Grandeur définie dans les tissus et mesurée sur la personne étalonnage devant un fantôme simulant la diffusion de la personne
![Page 52: PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006 GRANDEURS DOSIMETRIQUES APPLIQUES A LA PROTECTION RADIOLOGIQUE Bernard AUBERT Unité d'Expertise en radioprotection Médicale](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081518/551d9d8e497959293b8c3f6a/html5/thumbnails/52.jpg)
52/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Étalonnage des appareils de surveillance individuels
En pratique, fantômes préconisés par l’ISO :
•Fantôme d’eau « plaque » pour le tronc 300 mm x 300 mm x 150 mm parois de PMMA de 2,2 mm pour la face avant et 10
mm pour les autres parois
•Fantôme d’eau « colonne » pour le bras ou la jambe
cylindre de PMMA de diamètre 73 mm et de hauteur 300 mm
parois de 2,5 mm d’épaisseur
•Fantôme « barreau » pour les doigts cylindre de PMMA de diamètre 19 mm et de hauteur
300 mm
![Page 53: PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006 GRANDEURS DOSIMETRIQUES APPLIQUES A LA PROTECTION RADIOLOGIQUE Bernard AUBERT Unité d'Expertise en radioprotection Médicale](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081518/551d9d8e497959293b8c3f6a/html5/thumbnails/53.jpg)
53/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Étalonnage des appareils de surveillance individuels
Définition : Ensemble des opérations établissant, dans des conditions spécifiées, la relation entre les valeurs de la grandeur indiquée par l’appareil de mesure ou un système de mesure, … et les valeurs correspondantes de la grandeur réalisée par des étalons.
1. Choisir les caractéristiques du faisceau (X ou ) étalonné en kerma dans l’air
2. Choisir la distance source-point de mesure, d, (champ homogène et > 30 cm)
3. Déterminer les conditions atmosphériques de la salle
4. Déterminer Kair au point d’étalonnage P situé à la distance d
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54/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Étalonnage des appareils de surveillance individuels5. Choisir le fantôme approprié
6. Déterminer Hp(10) ou Hp(0,07) à partir des coefficients de conversion Kair Hp(10) ou Hp(0,07)Exemples : • Au 60 Co Hp(10)/Kair = 1,15• Avec RX (E = 10 keV) Hp(0,07)/Kair = 0,95
5. Placer le détecteur à étalonner contre la face avant du fantôme ( = 0)
6. Noter l’indication L fournie par le détecteur
Fantôme d’eau ou plaques de PMMA
Faisceau de photons quasi parallèles
Axe du faisceau primaire
Détecteur
Volume sensible du détecteur
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55/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Étalonnage des appareils de surveillance individuels – Réponse en énergieVariation en fonction de l’énergie des rapports Hp(10)/Ka pour le fantôme « tranche » et Hp(0,07)/Ka pour le fantôme cylindrique pour des photons mono énergétiques et mono directionnels.
![Page 56: PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006 GRANDEURS DOSIMETRIQUES APPLIQUES A LA PROTECTION RADIOLOGIQUE Bernard AUBERT Unité d'Expertise en radioprotection Médicale](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081518/551d9d8e497959293b8c3f6a/html5/thumbnails/56.jpg)
56/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Étalonnage des appareils de surveillance individuels – Réponse angulaireVariation du rapport Hp(10,)/Hp(10,0°) en fonction de l’angle d’incidence d’un faisceau de photons mono énergétiques et mono directionnels pour le fantôme « tranche ».
![Page 57: PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006 GRANDEURS DOSIMETRIQUES APPLIQUES A LA PROTECTION RADIOLOGIQUE Bernard AUBERT Unité d'Expertise en radioprotection Médicale](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081518/551d9d8e497959293b8c3f6a/html5/thumbnails/57.jpg)
57/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Étalonnage des appareils de surveillance individuels – Réponse angulaireVariation du rapport Hp(0,07,)/Hp(0,07,0°) en fonction de l’angle d’incidence d’un faisceau de photons mono énergétiques et mono directionnels pour le fantôme « cylindrique ».
![Page 58: PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006 GRANDEURS DOSIMETRIQUES APPLIQUES A LA PROTECTION RADIOLOGIQUE Bernard AUBERT Unité d'Expertise en radioprotection Médicale](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081518/551d9d8e497959293b8c3f6a/html5/thumbnails/58.jpg)
58/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Étalonnage des appareils de surveillance individuels – Coefficients de conversion• Ils dépendent de l’énergie du faisceau et du fantôme (nature du
matériau et forme).• Publiés dans la norme ISO 4037/2 pour les faisceaux de rayons X
(norme ISO 4037/1), le rayonnement du cobalt 60 et du césium 137 et pour les photons mono énergétiques.
Haute tension
(kV)
Énergie moyenne
(keV)
Hp(10)/Kair
(Sv/Gy)
Hp(0,07)/Kair(Sv/Gy)
Spectres larges
6080150
4558
104
1,551,771,77
1,491,641,64
Spectres étroits
6080150
4865
118
1,651,881,73
1,551,721,61
Faisceaux de rayons X filtrés - Fantôme d’eau « plaque » - = 0°
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59/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Étalonnage des appareils de surveillance individuels – Coefficients de conversionFaisceaux de photons mono énergétiques - Fantôme d’eau « plaque » - = 0°
Energie(keV)
Hp(10)/Kair(Sv/Gy)
Hp(0,07)/Kair
(Sv/Gy)1030501003006001000
Cs-137Co-60Am-241
0,011,111,771,811,371,231,17
1,211,151,89
0,951,231,63
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60/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Relation entre les grandeurs utilisée en radioprotection
En pratique :
Kerma dans l’air, Ka
Équivalent de dose individuel, Hp(d)
Dose efficace, E
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61/61PM2-RM1.11 – BA – nov. 2006
Exemple d’étalonnageConditions d’étalonnage
• T° : 23°C - P : 980 hPa - Humidité rel. : 38%
Faisceau de référence• Rayonnement : gammas du cobalt 60• Énergie nominale : 1,17 et 1,33 MeV
• Rayonnement : rayons X, CDA (mm) : 5,4 Cu• Haute tension : 250 kV, énergie efficace = 215 keV
RésultatsCalibre
"mGy"
1
1
Indication de l’appareil, L
"mGy"
0,86
0,66
Valeur d’équivalent de dose individuel
Hp(10)
96,2.10-5 Sv
72,0.10-5 Sv
Coefficient d’étalonnage,
NSv/"mGy"
1,12.10-3
1,09.10-3
Faisceau
60Co
RX