TITRE DE LA PRESENTATION - Institut de radioprotection et ......Problématique de la contamination...

Evaluation de la contamination atmosphérique des services de médecine

nucléaire

12 Décembre 2008 - Sixièmes Rencontres des PCR

Présenté par Johnny DUMEAU, IRSNUnité d’Expertise en radioprotection Médicale

Sous la direction de Jean-Luc REHEL et Bernard AUBERT

Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN –

Introduction

Contexte :

Possibilité de contamination atmosphérique induite par l’utilisation de sources radioactives non scellées.

Peu d’études publiées sur la médecine nucléaire (J.C ARTUS et P. FAUROUS, N. PIGELET).

Nécessité de données pour alimenter la réflexion du GT MN ASN/IRSN,

Objectifs de l’étude :

mise en évidence des situations générant des contaminations atmosphériques,

propositions d’aménagements des services de médecine nucléaire (ventilations, dépressions…) au vu des résultats obtenus.

Etude multicentrique, regroupant des services de type diagnostic et / ou thérapie :

Hôpital Pitié-Salpêtrière

Institut Gustave Roussy

Centre Chirurgical Marie Lannelongue

Hôpital Bicêtre

Hôpital Louis Mourier


Contexte réglementaire

Arrêté du 30 octobre 1981, relatif aux conditions d’emploi des radioéléments artificiels utilisés en sources non scellées à des fins médicales

Conditions communes à toutes les installations :ventilation en dépression (indépendante du reste du bâtiment),

Conditions particulières pour installations d’utilisation « in vivo » :boîtes à gants en dépression (avec filtre THE et piège à iode),taux de renouvellement horaire (minimum) de 10 h-1 dans la radiopharmacie et 5 h-1 dans le reste de la zone contrôlée.


Matériel utilisé

Préleveurs et filtres (prêt du Service d’Intervention et d’Assistance en Radioprotection)

préleveur 1 : Débit d’aspiration de 3,5 m3.h-1

préleveur 2 : Débit d’aspiration de 1,5 m3.h-1 (APA 81, MGP Instruments)

préleveurs inadaptés pour des mesures en milieu médical

cartouche à charbon actiffiltre à base de cellulose pure de 5,08 cm (2 pouces, réf : C-135)


Matériel utilisé

Spectrométrie gammaLaboratoire de Mesures Nucléaires (Le Vésinet),

détecteur Germanium refroidi à l’azote liquide,

diode disposée à l’intérieur d’une enceinte plombée pour éliminer le bruit de fond.

Radioéléments Limites de détection (Bq)

123I < 8,7.10-2

125I < 5,8.10-2

131I < 9,6.10-2

99mTc < 7,7.10-2

67Ga < 4,8.10-1

201Tl < 6,5.10-1

111In < 9.10-2

18F < 1,5.10-1


Matériel utilisé

Matériel de mesures aérauliques (prêt du Bureau d’Analyse du Confinement)Anémomètre à hélice

De 0,2 à 3 m.s-1, incertitude de ± 0,06 m.s-1

De 3,1 à 35 m.s-1, incertitude de ± 0,2 m.s-1

MicromanomètreDe 0 à ± 1000 Pa, incertitude de ± 1 Pa


Méthode

Taux de renouvellement horaire R (h-1)

Q : débit d’aspiration de l’extraction d’air (m3.s-1),

V : volume de la pièce (m3).

v : vitesse d’extraction d’air (m.s-1),

s : section d’extraction d’air (m2).

VQR 3600×

=

svQ ×=


Méthode

Calcul de dose efficace engagéeDose efficace engagée E (Sv)

• I : incorporation (Bq),• h(g) : Dose Par Unité d’Incorporation (Sv.Bq-1).

Incorporation par inhalation

• d : débit respiratoire humain moyen (1,2 m3.h-1),• tprésence : temps de présence en zone contaminée (h),• C : concentration atmosphérique (Bq.m-3).

( )ghIE ×=

Radioéléments h(g) (Sv.Bq-1)

123I 2,1.10-10

2.10-8

1,2.10-11

131I99mTc

présenceI d t C= × ×


Méthode

Limite Pratique de Concentration dans l’Air (LPCA)

valeur de référence définie pour chaque radioélément,

contamination atmosphérique (Bq.m-3) conduisant à une dose efficace

engagée de 20 mSv pour 2000 heures de présence,

tient compte de l’incorporation (contamination interne) et de

l’immersion (exposition externe),

LPCA des radioéléments rencontrés :

Radioéléments LPCA (Bq.m-3)123I 4.104

131I 4,2.102

99mTc 2,9.105


RésultatsTaux de renouvellement horaire

volumes variables : de 77,4 à 99,2 m3 pour les salles de caméra,

les taux de renouvellement ne sont pas en adéquation dans de nombreux cas avec les limites réglementaires,

local cuves : ventilation naturelle.

Local Volumepièce (m3)

Débit extraction(m3.h-1)

Taux derenouvellement (h-1)

Incertitude(h-1)

Salle gamma-camera 1 77,4 236,6 3,1 (5) 0,3

Salle gamma-caméra 99,2 517,1 5,2 (5) 0,4

Local déchets - - - -

Labo chaud 44 326,3 7,4 (10) 1

Salle gamma-camera 2 92,5 419,6 4,5 (5) 0,4

Local cuves - - - -

Salle d'injection 20,8 126,2 6,1 (5) 0,3

Salle d'effort 28,2 0 0 (5) -


Résultats (1)Services de diagnostic :

contaminations atmosphériques assez faibles,

un examen problématique : ventilation pulmonaire (aérosols),

dose efficace engagée : ~ 20 µSv par an par inhalation d’aérosols.

Local Type d’examen

Contaminationatmosphérique (Bq.m-3)

Doseefficace (µSv)

Salle gamma-camera 1 ventilation pulmonaire 1410 (99mTc) 17,5

Salle gamma-camera scintigraphie thyroïdienne

1,1.10-1 (123I)6,6.10-2 (131I)

56.10-3

3,2

Salle gamma-camera scintigraphie thyroïdienne 4,3.10-2 (131I) 2

Salle gamma-camera 2 scintigraphie cardiaque 13,4 (99mTc) 0,4

Salle gamma-caméra 2 injection sous caméra (rein) 6,4.10-1 (99mTc) 18.10-3

Salle gamma-caméra 1 ventilation pulmonaire 880 (99mTc) 11

Labo chaud - 254 (99mTc) 7,3

Local déchets - < LD -

Local cuves - < LD -

Salle d'injection - 3,8.10-1 (123I)160 (99mTc)

4.10-2

1

Salle d'effort test d’effort < LD -


Résultats (2)

Service de radiothérapie métabolique 1chambres :

Traitement à l’131I, gélules de 3,7 GBq (100 mCi),

Valeurs très « patient-dépendant »,Pic de contamination environ 20 heures après la prise du traitement,Contamination atmosphérique atteignant 1,5 LPCA (630 Bq.m-3),Pas de ventilation, fenêtres condamnées.

11071

580630

580

y = 3567,4e-0,0861x

R2 = 0,9982T = 8,05 h

0

100

200

300

400

500

600

700

0 10 20 30 40 50

temps (h)

cont

amin

atio

n at

mos

phér

ique

(Bq.

m-3

)

64

82

72

2630

y = 165,04e-0,041x

R2 = 0,9535

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40 50

temps (h)

cont

amin

atio

n at

mos

phér

ique

(Bq.

m-3

)


Résultats (3)

Service de radiothérapie métabolique 1

couloir :mesures effectuées dans le couloir d’accès aux chambres,

2 heures de prélèvement.

dose reçue par le personnel (hypothèses pénalisantes) :

pour une présence de 2000 heures,

en supposant une contamination continue et uniforme du couloir :

2,4 mSv par an.

local des cuves : local de grand volume

contamination de 0,82 Bq.m-3 (2.10-3 LPCA)

Contamination atmosphérique (Bq.m-3) LPCA

1ére mesure couloir 50,4 1,2.10-1

2nde mesure couloir 11,4 2,7.10-2


Résultats (4)

Service de radiothérapie métabolique 2chambres :

Traitement à l’131I, gélules de 3,7 GBq (100 mCi),

• Valeur maximale à 92,2 Bq.m-3 (0,2 LPCA), lors de la prise de la gélule,

• Valeur minimale à 24,8 Bq.m-3 (0,06 LPCA).

31,7

49,4

38,2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30

temps (h)

cont

amin

atio

n at

mos

phér

ique

(Bq.

m-3

)

92,2

50,6

24,8

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 5 10 15 20 25 30

temps (h)co

ntam

inat

ion

atm

osph

ériq

ue (B

q.m

-3)


Résultats (5)Service de radiothérapie métabolique 2

couloir :

mesure effectuée dans le couloir d’accès aux chambres,

1 prélèvement de 2 heures,

contamination atmosphérique : 22,6 Bq.m-3 (5.10-2 LPCA).

Calcul de dose efficace engagée nettoyage effectué par un seul agent hospitalier,

9 heures de travail hebdomadaire, soit 400 heures par an,

0,2 mSv par an.Cette estimation ne tient pas compte de la remise en suspension de l’131I qui se dépose par sédimentation.

local des cuves :

Volume restreint,

Contamination de 1650 Bq.m-3 soit 3,9 LPCA.


Synthèse résultats thérapie

Comparaison des résultats de contamination atmosphérique

facteur 7 entre les valeurs dans les chambresfacteur 2 entre les valeurs au niveau des couloirsfacteur 2000 entre les valeurs des local cuves

Comparaison des doses efficaces engagées

facteur 2 entre les doses efficaces engagée prises dans le couloir

Service 1 Service 2

Chambres 630 Bq.m-3

50,4 Bq.m-3

0,82 Bq.m-3

92,2 Bq.m-3

Couloirs 22,6 Bq.m-3

Cuves 1650 Bq.m-3

Service 1 Service 2

Dose efficace engagée (400 heures) 0,5 mSv 0,2 mSv


DiscussionsLimites de l’étude :

volumes des locaux variables : variabilité des résultats.une seule mesure par local : problème de répétabilité des résultats.variabilité de l’efficacité des filtres avec l’hygrométrie :

Positionnement du préleveur

Hygrométrie (%) Efficacité

Filtre papier

70 60 000Cartouche charbon actif

- 10 - 100

90 180

40 500 000


Discussions (1)Comparaisons avec la bibliographie

Etude de J.C. Artus et P. Faurous (étude A):

On retrouve la variabilité des résultats liée au patient,Valeurs supérieures dans l’étude IRSN (chambres ventilées pour l’étude A)

Etude de N. Pigelet (étude B)

Valeurs inférieures pour l’étude IRSN :• le service reprend son activité,• le préleveur n’était pas positionné au même endroit

Activité dans les chambres de traitement (Bq.m-3)

Mesure 1 Mesure 2 Mesure 3 Mesure 4 Mesure 5 Mesure 6 Mesure 7 Mesure 8

Etude IRSN 630 82 616 92,2 49,4 - - -

Etude A 33 115 45 220 50 25 28 33

7024,8Chambre 4

37-Chambre 3

8538,2Chambre 2

36-Chambre 1

Etude BEtude IRSN

Activité dans les chambres de traitement (Bq.m-3)


Impact sur le zonage (radiothérapie métabolique)

Impact dosimétrique important dans les services de thérapie

Evaluation de la dose en 1 heure (Service 2) Chambres :

• Exposition externe (étude N.Pigelet) : 148 µSv.h-1 à 1 m25 µSv.h-1 à 2,5 m

• Contamination interne :15 µSv.h-1 dans le cas le plus pénalisant

Couloir :• Contamination interne :

1,2 µSv.h-1

Local cuves :• Contamination interne :

40 µSv.h-1

Les chambres et les locaux des cuves doivent être classés en zone contrôlée spécialement réglementée jaune et les couloirs sont des zones surveillées. Contribution non-négligeable de la contamination atmosphérique à la dose horaire.


Conclusion

Problématique de la contamination atmosphérique à prendre en compte,

Différences des taux de contamination entre les services de diagnostic et ceux de radiothérapie métabolique ce qu’il serait souhaitable de prendre en compte dans la réglementation,

Pour les services de type diagnostic :Diminution du taux de renouvellement horaire,

Extraction mobile et équipements de protection individuels (masques, gants…) pour les examens les plus contaminants (ventilation pulmonaire).

Pour les services de radiothérapie métabolique :Ventilation avec dépression,

Taux de renouvellement horaire plus élevé par rapport au diagnostic,

Filtre THE et piège à iode,

Installation de ce type de service à l’écart des locaux ordinaires.


MERCI DE VOTRE ATTENTION

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