1 Dosimétrie Benoît DENIZOT Biophysique médicale Médecine Nucléaire CHU Angers...

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 2

PrésentationPrésentation

Etude de la dose absorbée par la matière

– Dangers du diagnostic in vivo Rx, – radiothérapie– radioprotection


Définitions 1Définitions 1

Faisceau: particules

f (nature, direction, énergie)

Flux = dN / dS

Pb: directionfaisceau orienté ou

nonS


Définitions 2Définitions 2

Fluence = dN / dS dS toujours à la direction

Fluence énergétiqueF = dE / dS

E =0n En dn

Débit de Fluence = d / dt en m-2 s-1

F° = dF / dt en J m-2 s-1


Dose absorbéeDose absorbée

Dose absorbée

D = dE / dm m masse en kg

Unité Gray Gy = J / kgrelatif au faisceau

Débit de dose

D° = dD / dt

Mesures directes– Calorimétrie

°c petit -> difficile

– Ionisation Gaz Semi-conducteur

Mesures indirectes– Film– Oxydation Fe2+

– Thermoluminescence


Dose absorbée: mesure par ionisationDose absorbée: mesure par ionisation

Chambre à ionisation Ea = n * W, n = Q/e

W air = 34 eV

Röntgen (non MKSA)rayonnement créant une unité CGS d’électricité de chaque signe / cm3 d’air1 R = 2,1 109 paires/ml = 1,6 1012 paires/g

1 R = 8,77 mGy


Dose absorbée: mesure par filmDose absorbée: mesure par film

IrradiationAgBr -> AgBr*

Révélation AgBr -> Ag AgBr* -> Ag ++++

Non linéarité +++

Opacité

Dose


Dose absorbée: mesure par thermoluminescenceDose absorbée: mesure par thermoluminescence

LiF ou CaSO4 crist.

Activation thermique -> lecture retardée

Linéarité


Dose transféréeDose transférée

Interaction photon - matière– photons II– mvt électronique

photoélectrons Compton paire e- - e+

=> E cinétique Ek


KERMAKERMA

Kinetic Energy Release per unit MAss

K = dEk / dm

En général, rayonnements sortant du volume =>

D K


Equilibre électroniqueEquilibre électronique

Si - milieu homogène- «loin» des bords

Alors Ek entrants = Ek sortants

Et D = K Equilibre électronique


Relation KERMA - fluence énergétiqueRelation KERMA - fluence énergétique

dN µ N dx =>dN µ/ N dxµ/ : coeff. atténuation massique

dN.En = µ/ NEn dx=>

dN.En/dm = K =µ/ NEndx/Sdx = µ/ NEn/S =

µ/ F

K µ/ F

Si même fluence

Ka / Kb = (µ/)a / (µ/)b

Equilibre électronique

Da / Db = (µ/)a / (µ/)b

S

dx

F


Absorption et énergie du rayonnement électromagnétique Absorption et énergie du rayonnement électromagnétique

(µ/)tissu / (µ/)air 1,1

Dtissu en Gy 9,6 10-3 DRöntgen

1,1


Dosimétrie cliniqueDosimétrie clinique

Dose = notion physique

mais

Effets bio – Type de radiations

,n– énergie– organe

Efficacité Biologique Relative EBR

RX sous 200 kV = référence

EBRA = DB / DA

(à effets biologiques constants)


Equivalent de doseEquivalent de dose

WR facteur de pondération

– h 1– n < 10 keV 5

< 100 10< 2 MeV 20< 20 10> 20 5

– p 5– , fission, lourds 20

H équivalent de dose en

Sievert Sv

H = D WR

si D < 1 Gy


Equivalent de dose 2Equivalent de dose 2

WR en fonction du TEL Importance– Temps– Distance (1/D2)– CDA couche de demi

adsorption (X, , n) ou

– épaisseur (, e-)


Différentes formes d’expositionDifférentes formes d’exposition

Contaminationinterne

Irradiation localisée

Irradiation globale

Contaminationexterne


Irradiation du public ( 2,8 à 3,4 mSv/an/habitant )Irradiation du public ( 2,8 à 3,4 mSv/an/habitant )

Naturelle 2,4 = UIN

– Cosmique 0,35(, n, lourds)

x 2 qd + 1500 m

– Sol 0,40(40K, 232Th, 238U) 0,2 - 0,8

– Interne 1,6540K, 14C 0,35Radon 1,30

(100)

Artificielle 0,4-1– Militaire 0,01

– Industrielle 0,01

– Domestique 0,01(TV ++)

– Médicale 0,4-1


Irradiation externe naturelle en FranceIrradiation externe naturelle en France

en mSv / an

Province du Kerala (Decan, Inde) 8 mSv / an

Brésil12 à 130 mSv / an

Rhone:100 tonnes d’U /an100 milliards de Bq / an


Irradiation par le radon 222Irradiation par le radon 222

Pb caves non ventilées en terrains primaires Pb tabac (K poumon si > 400 Bq/m3)

Activité

Libre

Liée

10 20 30 m

218 Polonium


Irradiation Médicale: RadiographiesIrradiation Médicale: Radiographies

Radiographie Peau Moelle Thyroïde Poumons Seins

Thorax de dos 0,25(20)

0,02 0,01 0,1 0,01

Rachis dorsalFace lat

715

0,10,3

0,60,1

12

20,1

Rachis lombaireFace lat

1035

0,32

Mammographie 7 1

en mGy

qq 1/10 sec


Irradiation Médicale: RadiologieIrradiation Médicale: Radiologie

Radioscopieen mGy/mn

Thorax Abdomen

directe 50-100 150ampli. Lumin. 10 15

télévisée 4

TomoDensitoMétrie: 30 à 60 mGy à la peau15 à 30 au centre

Lavement baryté: 40 à 400 mGyVasculaire abdomen: 300 mGyUIV gonades : 1 à 20 mGy ovaires

0,5-25 mGy testicules


Irradiation Médicale: Médecine Nucléaire

Irradiation Médicale: Médecine Nucléaire

Organe Radionuclide

Vecteur activitéMBq

Doseorgane

Dosemoelle

Dosereins

Doseovaires

Thyroïde 99m Tc pertechnétate

40 1 0,2 0,3Squelette 99m Tc phos

phonate550 6 5 4

Reins 99m Tc DTPA 75 1,3Cerveau 99m Tc HMPAO 550 2,2 3

Cœurcavités

99m Tc globulesrouges

550 4 3

Myocarde 201Tl chlorure 100 6 7 11 8Thyroïde 123 I iodure 8 40poumon

ventilation

133Xe gaz 350 22 0,2 0,240

en mGy

qq h


RéférencesRéférences

Biophysique des radiations et imagerie médicaleDutreix J, Desgrez A, Bok B, Vinot JMMasson, série Abrégés 1997

Biophysique 1. Radiobiologie - RadiopathologieGalle P, Paulin R.Masson, série Abrégés 1992

Les effets biologiques des rayonnements ionisantsBertin M.Electricité de France 1991

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