dose rad conventionnelle - sfrnet.org

1 Evaluation de la dose en Evaluation de la dose en radiologie radiologie conventionnelleconventionnelleCarlo MACCIA(CAATS)STRATEGIES ET METHODES (I)Les probl mes m thodologiques li s l' valuation de la dose en radiodiagnostic peuvent se pr senter sous diff rentes formes qui d pendent directement des objectifs recherch s. Il peut s agir:$De calculer a posteriori la dose re ue par le f tus au cours d'un examen radiologique pratiqu chez une patiente pendant la grossesse.$D estimer de la charge radique collective attribuable l'ensemble des activit s de radiodiagnostic l' chelle d'un pays tout ET METHODES (II)Dans le premier cas il s'agira de reconstituer les conditions d'irradiation du patient, partir: du nombre de clich s, du temps de scopie, des type d'incidence, des caract ristiques techniques nominales des quipements radiologiques utilis s (constantes physiques ex: kV, mAs, taille du STRATEGIES ET METHODES (III)Dans le deuxi me cas il sera questionde.)

2 Recueil de donn es statistiques concernant l'activit radiologique de plusieurs installations dans des lieux g ographiques diff rents de mesures dosim triques (sur un chantillon de patients) de calculs dosim triques (mod les) de disponibilit de personnel et de moyens financiers tr s importantsOBJECTIFS DE LA DOSIMETRIE EN RADIODIAGNOSTIC Suivi des caract ristiques techniques d'un quipement radiologique. Estimation des doses "moyennes" re ues au cours de certaines cat gories d'examens. Estimation des doses re ues par certains groupes de patients. Estimation de l' tendue des doses re ues au cours de certaines cat gories d'examens (NRD)FANTOMEDEPARTMESURE DIRECTEMONTE-CARLOPATIENTMODELE MATHEMATIQUEDOSE A L ENTREE abcdefghijklmnMESURE INDIRECTEDOSE A L ORGANESTRATEGIES POUR LA MESURE DE LA DOSEDIAMENTORTube +CollimationGENERATEUR D IONISATIONF iltration AdditionnelleExposeurAutomatiqueCassette +FilmGrille AntidiffusanteDistance-Foyer-Peau (DFP)Distance-Foyer-Film (DFF)DOSE AL ORGANEDose dans l airCalcul de la dose d livr e au patient au cours d un examenQuantit s importantes Dose dans l air Dose l entr e (r trodiffus )

3 Dose absorb e l organe Equivalent de dose Energie totaleParam tres qui ont une influence sur la dose Taille du patient Haute tension Filtration Taille du champ Centrage du faisceau Distance Foyer-Peau (DFP) Grille anti-diffusante Sensibilit du couple FILTRATION DU FAISCEAU0 10 20 30 40 50 Energie (keV)0 Intensit par keV (unit s arbitraires)24135 Filtration inh rente(1mm Be)0,03 mm Al0,06 mm Al0,19 mm Al1,01 mm AlFoyer des rayons XLAMELLESDE PLOMBRAYONS DIFFUSESRAYONS UTILESFILM ET CASSETTEPRINCIPE DE LA GRILLE DIFFUSANTEPRINCIPE DE LA GRILLE DIFFUSANTEEXEMPLES de GRILLES (Rapports de grille) hDh DRapport de grille : r =1 tg=Grid : AGrid : BGrid : C Grid A et B ont le m me nombre de lames Grid B et C ont le m me espacement entre les lames5 < r < 16 TABLEAU 1 : Facteurs de r trodiffusion mesur s avec des TLD et un fant me d eau simulant le patientCDAT aille du champ en cm x cmmm Al10 x 10 15 x 15 20 x 20 25 x 2530 x DU CARRE DE LA DISTANCED2D3D1324123456789 Att nuation et rayonnement diffus.

4 Les interactions du faisceau de rayons-X (rayonnement diffus et dose en profondeur) dans le milieu avec les diff rents tissus du corps humain d pendent, entre autres, de la qualit du faisceau (kilovoltage et filtration)Dose en profondeur pour diff rentskilovoltages1,00 5 10 15 20 Profondeur en cm0,10,0150 (kV)60 (kV)80 (kV) + 1 mm Al100 (kV) + 2 mm Al120 (kV) + 2 mm AlRayonnement diffus pour diff rentesqualit s de faisceau0 5 10 15 20 25 30 Dimensions du champs en cm0,600,00 Fraction de diffus 0,200,400,800,900,100,300,500,7070 kV100 kVSensibilit relative et r solution d une s lection de combinaisons ecran-film ( 80 kVp pour un fant me quivalent thoraxNiveau der solutionth oriqueMat riauphosphorescentSensibilit relative (pourune densit de 1R solution(cycles/mm)))

5 D taill Tungstate de CaHaut Rendement0,3 0,50,6 18 108 10 MoyenTungstate de CaHaut Rendement12 354 5,5 RapideTungstate de CaHaut Rendement23 1033Le calcul de la dose s effectue en deux tapes calcul de la dose dans l air conversion de la dose dans l air la dose aux organesCalcul de la dose dans l air ( partir de la source) :La dose dans l air ( 100 cm de la source et pour diff rentes valeurs de tension et de filtration) peut se calculer partir de: U = tension I = intensit de courantt = temps d expositionxF= filtration totalea = distance du foyerDairpar mAs , a),xt,(U,I,D= Pour des distances du foyer autres que 100 cm, la dose par mAs sera =Calcul de la dose dans l air ( partir de la source) :DFP = Distance absorb e dans l air par mAs 100 cm du foyer, g n rateur triphas (en cas de g n rateurmonophas diviser les valeurs par 1,8)1,01 2 3 4 Filtration Totale en mm d Al0,10,0150 (kV)Dose Absorb e dans l air mGy/mAs0,020,050,20,560 (kV)70 (kV)80 (kV)90 (kV)100 (kV)110 (kV)125 (kV)150 (kV)Exemple num rique La dose l entr e re ue lors d un clich du bassin en incidence de face :(70 kV; 2,5 mm Al.)

6 40 mAs; 86 cm DFP) :mGy 3,7 86100mAs 40mGy/mAs =Calcul de la dose dans l air ( partir du r cepteur)La dose l entr e DEpeut tre estim e partir de la dose DIre ue au niveau du film (r cepteur) ou du d bit de dose la surface de l amplificateur de :avec :S= facteur d att nuation totalSP,100= facteur d att nuation du patient pour un champ de 100 cm2SF= facteur de correction pour des champs de taille diff rente de 100 cm2ST,100= facteur d att nuation de la table pour des champs de 100 cm2 SGR,100= facteur d att nuation de la grille pour des champs de 100 cm2SG= facteur de g om trieDFF= Distance Foyer FilmDFP= Distance Foyer PeauSFvaut 1pour des champs > 100 autres facteurs, lorsqu ils ne sont pas mesur s, assument les valeurs :ST,= 1,5 SGR,100= 2,5 SGR,100= 3,5pour les hautes tensionstDSDSDIIE = = FGR,100T,100P,100 GSSSSSS =2 GDFPDFFS =Exemple num rique : (Tableau 2)Calcul de la dose l entr e pour un clich de bassin : 70 kV, filtration.

7 2,5 mm Al, 40 mAs, 86 cm DFP, 115 cm DFF, 19 cm paisseur du patient, DI = 0,005 mGy). mGy 4,0 mGy 0,0052,511,512086115D2E= =TABLEAU 2 : Facteurs d att nuation pour diff rentes paisseurs et tensionsTension duTubeEpaisseur du PatientkV15 cm20 cm25 cm30 cm35 cm48140410120030007200521103007501800400 0568523055013002300637018040080015006957 1202905801000804510021040068092357615529 04301102858120200280 Passage de la dose dans l air (A) la dose la surface (B) et en profondeur dans le milieu par l interm diare du rendement en profondeur (C) ou rapport tissu-air (D) pour des rayons X d energie < 500 keV(B)Dans l air(A)Rendement(C)RTA (D)(S)(S)(S)(S)Ratios tissu-air (RTA)Le ratio TAest le rapport entre la dose dans le tissu et la dose dans l air mesur e au m me point.

8 La dose la profondeur dT s exprime alors : avec : o ( en/ ) sont les coefficients d absorption massique de l eau et de l air respectivement. + =aireneauen2 TAET dDFPDFPTDD1,05 aireneauen ProfondeurDimension du Champ (cm2)(cm) 3 : Ratios Tissus-Air (TA) pour une filtration totale de 2,6 mm Al, une tension de 70 kV et une CDA de 2,5 mm AlExemple num rique : (voir Tableau 3)La dose re ue au niveau de l ut rus lors d un clich du bassin :70 kV, 2,6 mm CDA, champ : 900 cm2, DFP : 86 cm, profondeur du tissu : 7 cm, DE : 4,0 mGy). mGy 1,61,05786860,443mGy 4,0D2T= + =MODELING OF INTERNAL RADIATION DOSIMETRY (MIRD) Utilisation d un mod le de simulation de transport de photons par la m thode Monte Carlo Les donn es n cessaires : point de centrage incidence filtration format du film kV Les sorties : les coefficients de dose aux organes par rapport la dose l entr eCALCUL DE LA DOSE DUE A L'EXAMENpar clich :CentragekVfiltrationchampsincidenceDose dans l'airCoefficientsMonte Carlo de conversionPCXMC dose (mSv)par organe(27 organes)dose efficace(mSv)(CIPR 60)Exemple de simulationDoses aux organes.

9 Femme (64 ans) angioplastie de l interventriculaire ant rieure (3 stent), 28 s ries d images, 1301 expositions, 20 mn de scopie01020304050C urPoumonsOesophageSqueletteSurrenalesMo lle OsseuseThymusFoiePeauAutres OrganesPancr asSeinsEstomacReinsRateVescicule BiliaireThiro deGros Intestin (haut)Petit IntestinOvairesGros Intestin (bas)UterusCerveauVessie(mGy)