Sources de rayonnement en mdecine nuclaire Introduction Sources

Sources de rayonnement en médecine nucléaire Introduction, Sources et Equipments IAEA International Atomic Energy Agency Jours 7 – Cours 7

Objectif Comprendre l´utilisation des produits radiopharmaceutiques utilisés en médecine nucléaire, ainsi que les équipements. IAEA 2

Contenu • • Introduction à la médecine nucléaire, Objectifs de la médecine nucléaire, Radionucléides couramment utilisés, Équipements utilisés. IAEA 3

"Introduction à la médecine nucléaire" IAEA International Atomic Energy Agency

Qu´est-ce que la médecine nucléaire? La médecine nucléaire: - • est une spécialité médicale qui utilise des substances radioactives aussi bien pour le diagnostic du corps que pour le traitement de maladies; • étudie la fonction et la structure des organes; • utilise des quantités relativement petites de substances radioactives (radiopharmaceutiques) qui se localisent dans des organes, des os ou des tissus spécifiques. IAEA

Qu´est-ce que la médecine nucléaire? (suite) • La plupart des radiopharmaceutiques utilisés dans des procédures de médecine nucléaire peuvent être détectés extérieurement à l´aide de détecteurs spéciaux, p. e. gamma -caméras, scanners TEP. • Les caméras fonctionnent avec des ordinateurs pour former les images qui fournissent des données et de l´information sur l´organe ou la région du corps étudiée. • La dose de rayonnements reçue pendant une procédure diagnostique de médecine nucléaire est comparable à celle reçue pendant quelques examens diagnostiques par rayons X. IAEA

Qu´est-ce que la médecine nucléaire? (suite) Il y a presque 100 procédures différentes d´imagerie en médecine nucléaire qui sont utilisées aujourd´hui, y compris: -. • le diagnostic et le traitement de l´hyperthyroïdisme; • les essais d´effort cardiaque pour l´analyse de la fonction du cœur; • La scintigraphie osseuse pour le diagnostic de métastases osseuses; • La scintigraphie pulmonaire pour la localisation de caillots de sang; • Examens du rein, du foie et de la vésicule biliaire pour le diagnostic d´une fonction anormale ou d´un blocage. IAEA

Diagnostic et thérapie avec des sources non scellées Identification d´un problème clinique Choix du radiopharmaceutique IAEA Choix de l´instrumentation

Objectifs de la médecine nucléaire Dans les procédures diagnostiques, les objectifs sont : • obtenir des données cliniques concernant la distribution des produits radiopharmaceutiques qui reflètent une combinaison du flux du sang, de la perméabilité capillaire et de l´extraction de tissu; • enregistrer les images de la distribution de l´activité afin de déterminer la fonction de l´organe (p. e. déterminer le flux cérébral du sang, la fonction ventriculaire, le taux de captation de la thyroïde). Dans les procédures thérapeutiques, l’ objectif est : • Administrer une dose prescrite de rayonnements au tissu cible pour obtenir l´effet désiré (p. e. réduire la taille de la tumeur). IAEA 9

Radionucléides les plus utilisés IAEA International Atomic Energy Agency

Radiopharmaceutiques les plus utilisés • Le radionucléide de base utilisé pour des procédures diagnostiques en médecine nucléaire est le technitium-99 m (99 m. Tc) • Le radionucléide de base utilisé pour des procédures thérapeutiques en médecine nucléaire est l’Iode-131 (131 I) IAEA

Générateurs radiopharmaceutiques Les générateurs radiopharmaceutiques : - • Sont construits selon le principe de la relation décroissance-croissance entre un nucléide père à longue durée de vie et un nucléide fils à courte durée de vie c. à. d. un nucléide père à longue vie décroît donnant lieu à son fils à courte vie, ce dernier est séparé chimiquement. q p. e. 99 Mo (T½ = 66. 6 heures) 99 m. Tc (T½ = 6 heures) IAEA

Générateurs radiopharmaceutiques (suite) L´importance des générateurs est due au fait que : - • Ils sont facilement transportables; • Ils peuvent servir de source de radionucléides à courte durée dans les établissements situés dans des régions éloignées où l’utilisation des services d´une radiopharmacie n´est pas possible. IAEA

Technétium 99 m. Tc a des caractéristiques physiques et de rayonnement très favorables: - • une demi-vie physique 6 heures; • l'absence de rayonnement β permet l'administration des activités en GBq à des fins de diagnostic, sans dose importante pour le patient; • émet des photons 140 ke. V qui peuvent être facilement collimaté pour donner des images de résolution spatiale supérieure; • est facilement disponible dans un état stérile, apyrogène de générateurs 99 Mo - 99 m. Tc IAEA .

Technétium 99 m (suite) Les produits radiopharmacéutiques marqués au 99 m. Tc sont facilement produits en ajoutant simplement 99 m. Tc. O 4 à plusieurs “kits froids. ” IAEA

Technétium 99 m (suite) Le 99 m. Tc. O 4 est ajouté à un flacon contenant un composé chimique qui s´attache au radionucléide. Le résultat est un radiopharmaceutique qui va se fixer dans l´organe dont on va saisir l´image (ou l´analyse) avec la gamma caméra. IAEA

Iode 131 L’ 131 Iode: - • est produit dans un réacteur; • est utilisé dans des procédures diagnostiques de la thyroïde et également dans le traitement des désordres de la thyroïde. • peut être administré sous forme de capsule ou d´une solution liquide; • exige l´application des précautions spéciales pendant l´administration. IAEA

D´autres radionucléides La production d´autres radionucléides pour la médecine nucléaire (p. e. TEP) nécessite l´utilisation d´un cyclotron. Cyclotron médical IAEA Cyclotron industriel

Principes de la fixation Le radiopharmaceutique: - • A deux composants; un radionucléide et un pharmaceutique. En concevant un produit radiopharmaceutique, un pharmaceutique est choisi en premier sur la base de la captation préférentielle (localisation) par un organe donné ou de sa participation dans la fonction physiologique de l´organe. C. à. d. la morphologie et/ou la physiologie de l´organe peuvent être évaluées. IAEA

Calcul de l´activité requise Dose prescrite L´activité prescrite d´un radiopharmaceutique est l´activité documentée dans une directive écrite ou dans un manuel de procédures cliniques, sous la direction de l´utilisateur autorisé. IAEA

Calcul de l´activité requise (suite) Le manipulateur doit: • déterminer le volume du radiopharmaceutique à introduire dans la seringue; • en raison de la courte démi-vie du 99 m. Tc, calculer la concentration spécifique du radiopharmaceutique au moment de l´administration. p. e. une solution de 10 ml contenant 1. 85 GBq aura une concentration de 0. 185 GBq/ml. • pourra alors utiliser la concentration spécifique et la constante de décroissance du 99 m. Tc, pour calculer le volume exact à préparer pour que l´activité prescrite soit administrée au patient. doit également mesurer l´activité de chaque dose avant de l´utiliser; IAEA

"Équipement utilisé en médecine nucléaire" IAEA International Atomic Energy Agency

Catégories d'équipement importants à la scintigraphie: • Activimètre (aussi connu comme calibrateurs de dose) • Équipement de comptage • Équipement de surveillance • Équipements d'imagerie IAEA

Catégories d’ Equipments Calibrateur de dose A (activimètre) Une dose (ou l'activité) d'étalonnage mesure la quantité de matière radioactive dans le produit radiopharmaceutique préparée avant l'administration au patient. IAEA 24

Équipement de comptage • Plusieurs types d'équipements de comptage sont utilisés en médecine nucléaire, y compris les chambres d'ionisation, compteurs proportionnels, tubes GM et détecteurs à scintillation. • Utilisé pour diverses tâches, y compris la surveillance de débit dose ambiant, le comptage d’ échantillon et des mesures des essais biologiques… IAEA 25

Équipement de Surveillance (comptage et enquête) IAEA

Dispositifs de comptage, non imageurs Principalement utilisés pour le comptage au cours d’études de captation de la thyroïde. IAEA

Dispositifs de comptage, non imageurs (suite) Les chambres puit à scintillations sont utilisées: - • principalement pour compter des échantillons de sang et d´urine. • pour compter des échantillons des essais d´étanchéité afin d´identifier s´il existe une contamination radioactive dans la zone surveillée. IAEA

Équipements d'imagerie Suite à l'administration de produit radiopharmaceutique au patient, une gammacaméra est utilisée pour imager la zone d'intérêt. IAEA 29

Gamma caméras Les gamma caméras sont utilisées : - • Pour montrer comment le radiopharmaceutique se distribue dans tout le corps ou est capté par les organes spécifiquement visés. IAEA

Gamma caméras (suite) IAEA

Gamma caméras (suite) Dans la plupart des cas, les gamma caméras sont connectées à un ordinateur qui commande la saisie des données, le traitement des données et la présentation de l´image. IAEA

Gamma caméras (suite) Des images fixes et dynamiques peuvent être acquises Tomographique Dynamique Statique IAEA

Imageurs SPECT Single Photon Emission Computed Tomography • Les caméras SPECT tournent autour du patient pour saisir des images de plusieurs angles. Elle peuvent montrer des détails très précis chez le patient. • L´information est présentée comme une série de coupes qui correspondent à certaines profondeurs dans le corps. • Les coupes présentées peuvent être des séries sagittales, transversales et/ou obliques. IAEA

Imageur SPECT (suite) IAEA

Scanner rectiligne Vieux dispositifs d´imagerie à scintillation IAEA Rollo 1977

Scanners PET Positron Emission Tomography (PET) – Tomographie par Emission de Positons (TEP): est utilisée pour des études processus physiologiques et biochimiques dans le corps • Les processus étudiés incluent: flux sanguin, métabolisme du glucose , d´oxygène et des acides gras, transport des aminoacides, p. H et densités des neurorecépteurs. • Un cyclotron sur place est exigé pour assurer la production des radiopharmaceutiques à très courte démivie utilisés dans les examens IAEA

Scanners PET (suite) IAEA

Scanner PET mobile IAEA

Contrôle radiologique individuel Les travailleurs qui travaillent habituellement dans une zone contrôlée, ou qui travaillent occasionnellement dans une zone contrôlée et sont susceptibles de recevoir une dose importante résultant de l’exposition professionnelle, font l’objet d’un contrôle radiologique individuel lorsque cette méthode est adaptée, adéquate et applicable. [GSR Part 3 Prescription 25, 3. 100] IAEA 40

Contrôle radiologique individuel (suite) Dose de rayonnements externe • Dosimétrie par thermoluminescence (TLD) ou par luminescence stimulée optiquement (Optically Stimulated Luminescence, OSL) q rayons gamma, X et bêta • Dosimétrie photographique q rayons gamma, X et bêta IAEA

Dose de rayonnements externe (suite) Dosimètre électronique, avec ou sans alarme Film sous pochette de poitrine, dosimètre électronique, bague, TLD IAEA

Contrôle radiologique individuel (suite) Evaluation de dose de rayonnements interne • Analyse d´urine • Moniteur de corps entier q Radio-isotopes émetteurs gamma • Surveillance de thyroïde q Radio-isotopes d´iode IAEA

Contrôle radiologique individuel (suite) Dossiers • Les employeurs et les titulaires d´enregistrements ou de licences tiennent des dossiers d´exposition pour chaque travailleur surveillé. • Les dossiers doivent être maintenus selon les prescriptions de l´Organisme de réglementation. • L´information est confidentielle et doit être maintenue en sécurité. • L´accès aux dossiers sera assuré : q au travailleur pertinent; q á l´employeur pertinent ; q á l´Organisme de réglementation; q aux professionnels de surveillance de la santé IAEA

Etalonnage de l´équipement et des sources [GSR Part 3 Prescription 38, 3. 166] le physicien médical veille à ce que : a) Toutes les sources entraînant une exposition médicale soient étalonnées selon les valeurs de grandeurs appropriées sur la base des protocoles acceptés à l’échelle internationale ou nationale ; b) Les étalonnages soient effectués lors de la mise en service d’un appareil avant son utilisation en pratique clinique, après toute procédure d’entretien susceptible d’avoir une incidence sur la dosimétrie et à des intervalles approuvés par l’organisme de réglementation ; IAEA

Références • Radioprotection et sûreté des sources de rayonnements : normes fondamentales internationales de sûreté. Prescriptions générales de sûreté Partie 3. (Normes de sûreté de l’AIEA N° GSR Part 3 (Interim), Vienne 2011. • Contrôle réglementaire des sources • radioactives, collection Normes de sûreté n ° GS-G-1. 5, IAEA, Vienne (2004). Notification et autorisation pour l’utilisation des sources de rayonnements. IAEA-TECDOC 1525. Vienna, 2007 IAEA 46