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Présentation. Etude de la dose absorbée par la matière Dangers du diagnostic in vivo Rx, g radiothérapie radioprotection. Définitions 1. Faisceau: S particules f (nature, direction, énergie) Flux = dN / dS Pb: direction faisceau orienté ou non. S. Définitions 2.

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Presentation Transcript

  1. Présentation • Etude de la dose absorbée par la matière • Dangers du diagnostic in vivo Rx, g • radiothérapie • radioprotection Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  2. Définitions 1 • Faisceau: S particulesf (nature, direction, énergie) • Flux = dN / dSPb: direction faisceau orienté ou non S Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  3. Définitions 2 • Fluencej = dN / dS ^dS toujours ^ à la direction • Fluence énergétiqueF = dE / dS ^E =ò0n En dn • Débit de Fluencej° = dj / dt en m-2 s-1 F° = dF / dt en J m-2 s-1 Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  4. Dose absorbéeD = dE / dm m masse en kgUnité Gray Gy = J / kgrelatif au faisceau Débit de doseD° = dD / dt Mesures directes Calorimétried°c petit -> difficile Ionisation Gaz Semi-conducteur Mesures indirectes Film Oxydation Fe2+ Thermoluminescence Dose absorbée Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  5. Dose absorbée: mesure par ionisation • Chambre à ionisation • Ea = n * W, n = Q/eW 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 Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  6. Opacité Dose Dose absorbée: mesure par film • IrradiationAgBr -> AgBr* • Révélation AgBr -> Ag AgBr* -> Ag ++++ • Non linéarité +++ Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  7. Dose absorbée: mesure par thermoluminescence • LiF ou CaSO4 crist. • Activation thermique -> lecture retardée • Linéarité Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  8. Dose transférée • Interaction photon - matière • photons II • mvt électronique • photoélectrons • Compton • paire e- - e+=> E cinétique Ek Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  9. KERMA • Kinetic Energy Release per unit MAss K = dEk / dm • En général, $ rayonnements sortant du volume => D ¹K Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  10. Equilibre électronique • Si - milieu homogène - «loin» des bords • Alors Ek entrants = Ek sortants • Et D = K Û Equilibre électronique Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  11. dN » µ N dx =>dN » µ/r N r dxµ/ r : coeff. atténuation massique dN.En = µ/r NEnrdx =>dN.En/dm = K = µ/r NEnrdx/Srdx = µ/r NEn/S = µ/r F K » µ/r F Si même fluenceKa / Kb = (µ/r)a / (µ/r)b Equilibre électronique Da / Db = (µ/r)a / (µ/r)b Relation KERMA - fluence énergétique S F dx Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  12. Absorption et énergie du rayonnement électromagnétique • (µ/r)tissu / (µ/r)air» 1,1 • Dtissu en Gy » 9,6 10-3 DRöntgen 1,1 Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  13. Dose = notion physique mais Effets bio ¹ Type de radiations b,a,g,n énergie organe Efficacité Biologique Relative EBRRX sous 200 kV = référenceEBRA = DB / DA(à effets biologiques constants) Dosimétrie clinique Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  14. WR facteur de pondération hn 1 n < 10 keV 5 < 100 10 < 2 MeV 20 < 20 10 > 20 5 p 5 a, fission, lourds 20 H équivalent de dose en Sievert Sv H = D WRsi D < 1 Gy Equivalent de dose Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  15. WR en fonction du TEL Importance Temps Distance (1/D2) CDA couche de demi adsorption (X, g, n) ou épaisseur (a, b, e-) Equivalent de dose 2 Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  16. Différentes formes d’exposition Contamination interne Contamination externe Irradiation localisée Irradiation globale Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  17. Naturelle 2,4 = UIN Cosmique 0,35 (g, n, lourds) x 2 qd + 1500 m Sol 0,40(40K, 232Th, 238U) 0,2 - 0,8 Interne 1,6540K, 14C 0,35 Radon 1,30 (100) Artificielle 0,4-1 Militaire 0,01 Industrielle 0,01 Domestique 0,01 (TV ++) Médicale 0,4-1 Irradiation du public( 2,8 à 3,4 mSv/an/habitant ) Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  18. Irradiation externe naturelle en France en mSv / an Province du Kerala (Decan, Inde) 8 mSv / an Brésil 12 à 130 mSv / an Rhone: 100 tonnes d’U /an 100 milliards de Bq / an Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  19. Irradiation par le radon 222 Activité Liée 218 Polonium Libre • Pb caves non ventilées en terrains primaires • Pb tabac (K poumon si > 400 Bq/m3) 10 20 30 mm Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  20. Irradiation Médicale: Radiographies Radiographie Peau Moelle Thyroïde Poumons Seins en mGy qq 1/10 sec Thorax de dos 0,25 0,02 0,01 0,1 0,01 (20) Rachis dorsal 7 0,1 0,6 1 2 Face lat 15 0,3 0,1 2 0,1 Rachis lombaire 10 0,3 Face lat 35 2 Mammographie 7 1 Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  21. Irradiation Médicale: Radiologie Radioscopie Thorax Abdomen en mGy/mn directe 50-100 150 ampli. Lumin. 10 15 télévisée 4 TomoDensitoMétrie: 30 à 60 mGy à la peau 15 à 30 au centre Lavement baryté: 40 à 400 mGy Vasculaire abdomen: 300 mGy UIV gonades : 1 à 20 mGy ovaires 0,5-25 mGy testicules Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

  22. Irradiation Médicale: Médecine Nucléaire Radio Vecteur Organe activité Dose Dose Dose Dose nuclide en mGy qq h MBq organe moelle reins ovaires 99m Thyroïde Tc pertech 40 1 0,2 0,3 nétate 99m phos Squelette Tc 550 6 5 4 phonate 99m DTPA Reins Tc 75 1,3 99m HMPAO Cerveau Tc 550 2,2 3 99m globules Cœur Tc 550 4 3 rouges cavités 201 Myocarde Tl chlorure 100 6 7 11 8 123 iodure Thyroïde I 8 40 133 gaz poumon Xe 350 22 0,2 0,2 ventilation Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 40

  23. Références • 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 Benoit Denizot Biophysique CHU Angers

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