Sources de rayonnement Aperu Utilisation des rayonnements ionisants

Sources de rayonnement Aperçu - Utilisation des rayonnements ionisants et des radionucléides dans l'industrie, la médecine, l'agriculture, le contrôle de l'environnement et de l'éducation IAEA Jour 5 - Cours 1 et 2 1

Objectif • Discuter des nombreuses applications des sources radioactives dans: • Médecine • Industrie • Produits de consommation • Agriculture • Recherche, Formation et Éducation IAEA 2

Utilisation des rayonnements et des sources radioactives üLes rayonnements et les sources radioactives sont utilisées dans une grande variété de pratiques industrielles, médicales, agricoles et de recherche. üLes sources peuvent être utilisées dans des endroits fixes ou peuvent être mobiles. IAEA 3

Médical • Médecine • Diagnostique • • • Radiographie Radioscopie Mammographie Radiologie interventionnelle CT Scan Radiographie dentaire IAEA 4

Médical • Therapy thérapie • • • Superficiel Orthovoltage Téléthérapie Co-60 Téléthérapie LINAC Curiethérapie - après chargement • Cs-137, Ir-192 IAEA 5

Médical • Médecine nucléaire • Diagnostic: Tc-99 m • Thérapie : I-131 IAEA 6

Industrial • Industrie • Radiographie industrielle • Contrôle Non Destructif des réservoirs, bateaux etc • Jauges • Niveau, densité, humidité, débit, etc • Utilisé dans industrie des pâtes et des papiers, usine de ciment, les mines d'or, les mines de charbon, l'industrie textile, usine boissons etc • Diagraphie de puits • Exploration pétrolière et gazière, les mines de charbon IAEA 7

Industrial • INDUSTRIE • Radiographie industrielle: Ir-192, Co-60, Se-75, • • Rayon X, Unité de Crawler (Rayon X /Ir-192 + Co-60 et Cs-137 pour contrôleur) Diagraphie de puits: Am-241 -Be, Cs-137, Co-60, Th-232, Traceur : Kr-85, Ir-192 Jauges : Cs-137, Co-60, Sr-90, Kr-85, Pm-147, Ra-226, Cf-252, Cm-244, Am-241 Analyse : X-ray, Fe-55, Cd-109 IAEA 8

Agriculture et éducation • Agriculture • • • Engrais Lutte contre les insectes Conservation des aliments Variabilité génétique Ressources en eau • Recherche, Formation et Education • Recherche dans les installations nucléaires, les universités et les laboratoires IAEA 9

MEDICAL IAEA 10

Applications médicales des rayonnements Radiologie diagnostique Médecine nucléaire Radiothérapie IAEA 11

Utilisation des sources de rayonnements en radiodiagnostic • • • Radiographie standard: statique Radioscopie: dynamique Angiographie: produit de contraste Tomodensitométrie Applications spécifiques: • Mammographie: détection du cancer du sein • Radiologie pédiatrique: de la naissance à adulte • Aide à d'autres spécialités: radiologie interventionnelle • Radiologie dentaire IAEA 12

Machine à rayons X pour la radiographie et la radioscopie IAEA 13

Equipement C-bras • • • IAEA Souvent utilisé comme unité «mobile» • Unités de soins intensifs • Dans l'examen dans chambre Unités modernes permettent radioscopie + radiographie Capacité de manœuvre cbras autour du patient sans le déplacer 14

Dentaire (diagnostique) IAEA 15

Mammographie et tomodensitométrie IAEA 16

Radiothérapie par faisceau externe sources de rayonnement • Kilo Voltage rayon X • Traitement superficie : 100 – 150 KVp • Traitement profond par rayon X : 150 – 400 KVp • Rayons gamma (unités Télecurie) • Unité 137 Cs (non populaire) : 662 Ke. V • Unité 60 Co : 1. 25 Me. V (Avg) • Rayons X & Électrons de Haute énergie • Accélérateur linéaire 4 -21 MV IAEA 17

Radiothérapie superficielle • 20 à 150 k. Vp - qualités en rayons X • • (énergies) semblable au diagnostique Pénétration minimale et limitée à des lésions de la peau traitée avec un faisceau unique Utilisé généralement pour des traitements jusqu'à 5 mm de profondeur. Généralement de petites tailles Applicateurs nécessaires pour collimater le faisceau de la peau du patient IAEA 18

Radiothérapie profonde aux rayons X (Orthovoltage) • • • Utilise des tubes à rayons X classique Plage de l'énergie 150 - 400 k. V en Rayons X Utilisé principalement autour 250 - 300 k. Vp Profondeur de traitement environ 20 mm Applicateurs sont utilisés dans le traitement superficiel Tube à rayons X Applicateur IAEA 19

Administration de la dose 99 m. Tc ou autres 131 I IAEA 20

Gamma caméra IAEA 21

SPECT IAEA 22

Tomographie par émission de positons IAEA 23

Examens de médecine nucléaire Cœur Adrénals Thyroïde Foie Squelette Cerveau IAEA Rein Poumons Rate 24

Radionucléides médicales Sous-produit 99 Mo 192 Ir 99 m. Tc 59 Fe 51 Cr 32 P 60 Co 42 K 64 Cu 188 Re 165 Dy 153 Sm 169 Yb 75 Se 125 I 24 Na 131 I IAEA Matières produites par les accélerateurs 89 Sr 133 Xe 127 Xe 90 Y 103 Pd 137 Cs 198 Au 106 Ru 67 Ga 201 Tl 123 I 81 Rb 81 m. Kr 111 In 11 C 13 N 15 O 18 F 25

Quelques radiopharmaceutiques courantes Radiopharmaceutique 57 Co/58 Co (cyanocobalamin) 51 Cr (chromate de sodium) 18 F (FDG) 67 Ga 111 In ( chloride ) 123 I ( iodure de sodium ) 125 I (albumine de sérum humain) 131 I (iodure de sodium) 131 I (iodohippurate) Principales utilisations test de Schilling CGR tomographie par émission de positons (TEP) tumeur des tissus mous et l'imagerie de marquage d'anticorps monoclonaux imagerie de la thyroïde déterminations du volume plasmatique fixation thyroïdienne, imagerie et thérapie études d'imagerie et de la fonction rénale imagerie de la ventilation pulmonaire 81 m. Kr (gaz) IAEA 26

Quelques radiopharmaceutiques courantes Radiopharmaceutique Principales utilisations 32 P (phosphate chromique) thérapie de tumeurs malignes endocavitaires imagerie par émission de positons tomographie traitement palliatif de la douleur osseuse de métastases osseuses imagerie de la thyroïde, les glandes salivaires, la muqueuse gastrique ectopique, les glandes parathyroïdes, dacryocystographie, cystographie Anticorps monoclonal contre le cancer colorectal imagerie de perfusion cérébrale 82 Rb 153 Sm (lexidronam) 89 Sr 99 m. Tc (pertechnétate) 99 m. Tc (arcitumomab) 99 m. Tc (bicisate) (ECD) IAEA 27

Quelques radiopharmaceutiques courantes Radiopharmaceutique Principales utilisations 99 m. Tc (macroaggregated albumine) (MAA) 99 m. Tc (médronate) (MDP) 99 m. Tc (pentétate) (DTPA) 99 m. Tc (sestamibi) 99 m. Tc (du soufre colloïdal) (SC) 201 Tl 133 Xe (gaz) IAEA perfusion pulmonaire imagerie de l'os imagerie rénale; ventilation radioaérosol l'imagerie par perfusion myocardique, imagerie de tumeurs du sein imagerie de RES (foie / rate), vidange gastrique, saignements gastro-intestinaux imagerie de perfusion myocardique, imagerie parathyroïde et de tumeur imagerie de la ventilation pulmonaire 28

Accidents en médecine nucléaire IAEA 29

Sources scellées pour le diagnostic I 25 I pour “Rayons X rapide” 153 Gd pour l'étude de la densité minérale osseuse (ostéoporose) IAEA 30

Radiothérapie Accélérateurs linéaires (rayons X ou électrons) Téléthérapie (Sources scellées externe) - Traditionnel - Radiochirurgie stéréotaxique Curiethérapie (sources scellées interne) - Débit de dose faible (LDR) - Haut débit de dose (HDR) - Intravasculaire (IVB) IAEA 31

Accélérateur linéaire Rayons X Accelerateur Varian Accelerateur Siemens IAEA Énergie unique 4 ou 6 MV Double énergie 6 et 15 ou 18 MV(énergie basse et haute) Electrons 4 Me. V à 21 Me. V - variables 32

Téléthérapie Tête Source IAEA 33

Source de téléthérapie Capsule (Généralement 5, 000 -6, 000 Ci) 18 mm IAEA Cobalt-60 Source Pastilles 34

Radiochirurgie stéréotaxique G a m m a K n I f e IAEA 201 Co-60 sources environ 33 Ci chaque 35

Accidents de Téléthérapie Riverside Methodist Hôpital Ohio Etats-Unis (1975) 400 patients surexposés IAEA 36

Sources de curiethérapie IAEA 37

Sources de curiethérapie Caesium 137 • Utilisé sous la forme de tubes, aiguilles, pastilles. • Énergie convenable pour la curiethérapie • Doit être remplacé une fois dans 15 à 20 ans en raison de leur plus longue demi-vie • Principalement utilisé en curiethérapie gynécologique IAEA 38

Cobalt 60 • Produit par bombardement de neutrons • • (capture de neutrons) Disponible dans les formes d'aiguilles, de tubes et de granulés Demi-vie: 5, 27 années Énergie: 1. 17 Me. V & 1. 33 Me. V (1. 25 Me. V Ave. ) Activité spécifique plus élevée • Utilisé pour la curiethérapie à haut-débit de dose (HDR) IAEA 39

Ir-192 • Produit par bombardement de neutrons (capture neutronique) de Ir 191 • A une énergie optimale pour la curiethérapie (spectre de rayons gamma avec une énergie moyenne de 0, 38 Me. V) • Activité spécifique plus élevée –Idéal aussi pour la curiethérapie à haut débit de dose • Source de petite taille • Disponible en différentes formes (fil, ruban) • Doit être remplacé tous les 2 -3 mois IAEA 40

Autres Sources de curiethérapie I 125 • • • Iode – 125 : Demi-vie: 60, 4 jours Énergie: 0, 028 Me. V (Ave) - faible énergie! Utilisé sous la forme de graines Implant permanent (par exemple prostate) Faible énergie donc protection contre les rayonnements est facile IAEA 41

Autres Sources de curiethérapie Au- 198 • Or 198 (Au-198) • Énergie des photons: 0. 412 Me. V • Demi-vie: 2. 7 days • Graines, pastilles • Implant permanent IAEA 42

Autres Sources de curiethérapie– Sr 90 • Strontium 90 – Un émetteur bêta. • En équilibre avec Y-90 produit de filiation • Énergie: 0. 5 Me. V (Sr 90)/2. 3 Me. V (Y 90) • Demi-vie: 28, 5 années IAEA 43

Autres Sources de curiethérapie– Pd 103 • Demi-vie: 17 jours • Énergie des photons: 0. 021 Me. V (Ave) – faible d'énergie! • Utilisé sous la forme de graines • Basse énergie - blindage est simple. • Implant permanent au niveau de la prostate IAEA 44

Chargement différé télécommandé • LDR et HDR unités • Chargement différé télécommandé de sources radioactives offre la réduction de l 'exposition professionnelles au personnel médical • Augmentation de la capacité de traitement du patient • Améliorations potentielles des résultats de traitement par l'utilisation de méthodes plus cohérentes de traitement IAEA 45

Accidents en curiethérapie Hôpital Backus Connecticut (1994) 112 graines 125 I implanté Activité incorrect (10 fois plus élevée) IAEA 46

Accidents en curiethérapie IAEA 47