Diapositive 1

EVALUATION PAR METHODE DE MONTE CARLO DE L’EFFICACITE D’UN TABLIER
PLOMBE SUR DES PATIENTES REALISANT UN EXAMEN SCANOGRAPHIQUE
1
S. Lopez, 2B. Serrano, 2R. Villeneuve, 2N. Garnier, 2A. Artenie, 3Y. Malgherini, 3M. Liberatore, 4E. Franchisseur
1Ecole
d’ingénieur Polytech, Nice-Sophia, ²Unité de Physique Médicale et Radioprotection et 3Département d’imagerie médicale Centre Hospitalier Princesse Grace, Monaco, 4DOSISOFT, Cachan
Introduction
Lors d’un examen scanographique centré en dehors du pelvis (recherche d’embolies pulmonaires [1] ou suite à un traumatisme), il est communément préconisé à une femme
enceinte de porter un tablier plombé. Pourtant, avec l’évolution du blindage des scanographes, on peut considérer que le risque de radiation directe, par le faisceau primaire,
de l’abdomen est quasi nul.
Nous vous présentons les résultats d’une étude théorique comparative (codes de Monte-Carlo: PENELOPE et MCNP) visant à étudier l’efficacité et l’utilité du tablier plombé dans
ce cas. Par ailleurs, nous présentons également les résultats théoriques et expérimentaux permettant d’évaluer l’influence du port du tablier plombé par un patient sur la dose
reçue par un intervenant à proximité, dans le cadre de l’utilisation de la radiologie interventionnelle.
Résultats
Matériels et méthodes
Matériels et logiciels :
Validation des simulations :
Codes Monte-Carlo : PENELOPE 2008 [2] :
PENetration and Energy LOss of Positrons
and Electrons et MCNPX 2.4.0 [3] Monte
Carlo N-Particle eXtended.
Emissions de la source :
Répartition des photons émis par la
source en fonction de l’axe tête - buste
Le profil de répartition de photons
est centré sur l’abdomen.
Détecteur (diode) UNIFORS NED Mesures
réalisées partir de fantômes en plexiglas
remplis d’eau
Figure 6 : Répartition des photons en
fonction de l’axe tête – abdomen (y).
Figure 1 : détecteur UNIFORS NED
Tablier plombé composé de 0,5 mm de plomb
Les paramètres de simulations :
Le tube à RX : ampoule en verre sous vide, anode
en tungstène et filtre en aluminium de 9 mm.
La source d’électrons est monodirectionnelle
et mono-énergétique de 140 keV.
Figure 2 : Modèle géométrique de
l’obtention de la source à rayons X
Le scanner:
Récupération du spectre en sortie
Géométrie cylindrique de la source
Spectre de photons :
Parfaite concordance entre les deux
codes Monte Carlo. La forme du spectre
ainsi que les raies caractéristiques sont
similaires aux spectres trouvés dans
la littérature [3].
Deux raies du tungstène :
pour la couche L : 10-11 keV
Figure 7 : Comparaison du spectre en sortie du
pour la couche K : 58-69 keV
tube à rayons X entre MCNPX et PENELOPE.
Résultats des simulations :
• Au niveau du fœtus
L’énergie moyenne absorbée relative au niveau du fœtus est de :
Figure 3 : Modèle du scanner
et fantôme de femme enceinte
pour les deux codes Monte
Carlo MCNPX et PENELOPE
Avec tablier plombé Sans tablier plombé Ecart
Energie moyenne absorbée
Ecart
Ecart
relative au Fœtus
type
type
%
en %
en %
100
0,6
104,8
0,4 - 4,6 %
MCNPX
100
0,5
100,4
0,5 - 0,4 %
PENELOPE
Modèles de géométries simples:
Femme enceinte : ce modèle est constitué de quatre
parallélépipèdes d’eau [4] qui représentent
- la tête (10 cm x 10 cm x 10 cm)
- le buste (14 cm x 25 cm x 14 cm)
- l’abdomen (18 cm x 15 cm x 18 cm)
- le fœtus (8 cm x 10 cm x 8 cm)
• La femme enceinte :
Pour une exposition au niveau du thorax l’énergie moyenne absorbée relative à la
peau à 70 µm (Hp0.07) au niveau de l’abdomen est de :
Figure 4 : Modèle du fantôme de femme enceinte
Intervenant : la partie du corps essentiellement exposée au diffusé est la partie
abdominale représentée par un parallélépipède d’eau (18 cm x 15 cm x 18 cm)
positionné à 10 cm de l’abdomen de la patiente.
Les résultats des simulation en eV/photon (énergie moyenne absorbée) sont
normalisés à la valeur avec tablier plombé.
Avec tablier plombé
Energie moyenne absorbée
Ecart
relative à la peau
type
en %
100
2,3
MCNPX
100
7
PENELOPE
Sans tablier plombé
en %
13,4
13,9
Ecart type
%
0,9
+ 645
1,5
+ 620
• L’intervenant
L’énergie moyenne absorbée relative au niveau d’un intervenant dans la salle du
scanographe à 10 cm de la patiente est :
Avec tablier plombé Sans tablier plombé
Energie moyenne absorbée
Ecart
relative à 10 cm
type
Ecart type
en %
en %
100
0,3
112,7
0,3
MCNPX
100
2,7
129,8
2,3
PENELOPE
3,24 mSv 0,07 mSv 4,26 mSv 0,03 mSv
Mesures Unifors NED
Tallies :
Les tallies utilisés avec MCNPX sont le f1 pour la
simulation du spectre en énergie et *f8 pour
l’estimation du dépôt de dose.
Ecart
Ecart
%
- 11,3
- 22,9
-23,9
Figure 5 : Modèle de l’intervenant
Conclusion
En conclusion on observe que l’utilisation d’un tablier plombé au niveau de l’abdomen d’une patiente enceinte passant un examen scanographique du thorax augment de manière
significative sa dose à la peau au niveau de l’abdomen : + 645 % avec le code MCNPX et + 620 % avec le code PENELOPE. La dose au niveau du fœtus n’est que faiblement
diminuée : - 4,6 % avec MCNPX et - 0,4 % avec PENELOPE. Donc il est clair que son utilité n’est pas justifiée et que son port ne relèverait alors plus que d’un besoin
psychologique pour la patiente.
Cependant le port d’un tablier au niveau de l’abdomen par un patient réalisant un scanner thoracique permet de diminuer l’exposition d’un intervenant à proximité (10 cm) : de
-11,3 % par simulation avec le code MCNPX, - 22,9 % avec le code PENELOPE et - 23,9 % par mesures expérimentales.
Références
[1] - S. Doshi et al. Fetal radiation dose from CT pulmonary angiography in late pregnancy: a phantom study, The British Journal of Radiology, 81 (2008), 653-658.
[2] - PENELOPE, A Code System for Monte Carlo Simulation of Electron and Photon Transport” developed by Francesc Salvat, José M. Fernández-Varea, Eduardo Acosta and Josep Sempau. distribué par le NEA.
[3] - MCNPX, developped at Los ALAMOS NATIONAL LABORATORY from the Applied Theoretical & Computational Physics Division. Distribués par le RSICC et le NEA.
[4] - J. Demarco et al. A Monte Carlo based method to estimate radiation dose from multidetector CT (MDCT):cylindrical and anthropomorphic phantoms, Phys. Med. Biol. 50 (2005) 3989-4004
[5] - M. Bazalova et al. Monte Carlo simulation of a computed tomography x-ray tubes, Phys. Med. Biol. 52 (2007) 5945-5955.
Congrès National de Radioprotection – Société Française de Radioprotection
11-13 juin 2013 – Bordeaux FRANCE