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 Dimensionnement chambre d'irathérapie I131

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Zohan
Phénomène de foire
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MessageSujet: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mer 5 Avr 2017 - 16:29

Bonjour à tous les Klowns,

Etant un petit nouveau au sein de la communauté, je vais tout d'abord me présenter brievement. Je suis actuellement en Master 2 de physique médicale et j'effectue en ce moment un stage de radioprotection dans le domaine de la radioprotection en médecine nucléaire.

Dans le cadre de mon stage, je dois effectuer un dimensionnement de chambre d'irathérapie permettant l'administration d'iode 131.
Pour ce faire j'utilise une formule analytique (n'ayant accès à aucun code de calcul) de calcul de débit d'équivalent de dose :

H = (A/(4*pi*d²)*Fc*BU*exp(-ux)

Avec
A :activité de la source en Bq
d : la distance entre le point de mesure et la source en cm
Fc : facteur de conversion de Bq/cm² en uSv/h
BU : le build up
u : coeff d'atténuation linéaire des gammas
x : epaisseur de la protection

Pour effectuer ce calcul j'ai pris pour énergie une énergie pondérée de l'iode 131 (380 keV) en prenant en compte l'intensité de chaque emission (hypothèse : source ponctuelle isotrope). En ce qui concerne l'activité, elle est de 7.4 GBq.
Pour 380 keV j'ai un Fc de 8.30E-3 (déterminer à partir d'une table de valeur)

J'ai effectué un calcul sans protection à 100 cm de la source qui me donne 483 uSv/h
Ensuite j'ai effectué un nouveau calcul avec une protection de béton de 20 cm de densité 2,3 et un build up de 17,4 déterminé à partir des courbes présentent sur le site. Je trouve un débit de 54 uSv/h.

Tout d'abord ces résultats vous semblent-il cohérent ?

Ma plus grande problématique réside lors de l'utilisation de deux couches de matériaux différents, plus précisément pour la détermination du Build up. J'ai vue sur différentes publication que pour déterminer un Build Up dans ces conditions il est souvent fait appel à des code de calcul type Monte Carlo car la formule empirique est dur à résoudre analytiquement.

N'ayant pas accès à ce type de code j'ai emis l'hypothèse que le BU utilisé serai le plus important des deux matériaux. Dans mon cas j'ai un mur de béton de 20 cm (comme précédemment) et ont y rajoute une epaisseur de plomb de 2.2 cm. Le BU pour le plomb pour cette épaisseur étant de l'ordre de 3.5 j'ai donc utilisé le BU du béton de (17.4) pour les deux epaisseurs.
Je trouve un débit de 0.08 uSv/h

Cette méthode vous semble-t-elle assez robuste ? Connaissez-vous une méthode moins approximative ?

Merci

Je tiens également à vous remercier pour ce forum et pour l'ensemble du site que vous avez créé, il est très instructif pour des débutant tel que moi scratch !
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Gluonmou
Contorsionniste
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mer 5 Avr 2017 - 18:08

Bonjour

Avertissement : cette réponse comporte du produit lié

Primo

Pour estimer le BU avec 2 écrans il existe plusieur méthodes. La plus simple est celle-ci
Vous calculez pour une énergie donnée le nombre de relaxation (µx), c'est à dire l'épaisseur de chaque écran en termes de libres parcours moyen.

Exemple : 
écran 1 : n1=10
écran 2 : n2= 3

Vous calculez alors le BU pour un matériau écran 1 (le n1 le plus élevé) pour une épaisseur = n1+n2 de ce matériau
Je ne sais pas si c'est clair, vous me direz


Deuxio

Evitez de faire des calcul d'écran avec une énergie moyenne lorsque vous avez des énergies certes de faible intensité mais d'énergies plus élevé. Ici vous écrasez totalement la composante à 650 keV , hors c'est elle qui fait la dose derrière l'écran, avec le Pb surtout (voir résultat ci-dessous)


Troisio :
Calcul avec Dosimex

7,7 GBq d'I 131 à 1 m sans écran : 479 µSv/h, 

Avec écran 20 cm béton : 66 µSv/h, BU moyen=10

Jusque là tout va bien, votre calcul tient la route

Avec écran béton + 2,2 cm Pb : 2 µSv/h (Bu moyen 13)

Dans ce 3eme calcul la différence (surtout le rapport, 25) avec votre calcul est lié à l'atténuation dans le Pb entre 380 keV (0,3 % avec BU) et la composante "oublié" à 650 keV. (11 % avec BU) 

Bonne continuation
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Zohan
Phénomène de foire
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mar 11 Avr 2017 - 14:07

Bonjour,

Merci de votre réponse et de votre aide

En effet en réeffectuant les calculs avec la composante de 637 keV, il y a un accroissement du débit d'équivalence de dose derrière les protection, même si jusqu'à présent je ne retrouve pas la valeur de 2 µSv/h (ceci est sans doute dû aux autres composantes du spectres d'émissions de l'I131 scratch ).

En ce qui concerne le Build-up je me rapproche également en prenant votre technique , mais pour être sur d'être dans la bonne direction, vos n1 et n2 correspondent aux µx pour chaque épaisseur ?

Merci beaucoup pour votre aide, vous m'avez enlevé une grosse épine du pied
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Gluonmou
Contorsionniste
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mar 11 Avr 2017 - 14:11

"vos n1 et n2 correspondent aux µx pour chaque épaisseur "?
Voui
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Zohan
Phénomène de foire
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mar 11 Avr 2017 - 14:16

Merci je devrais reussir à m'en sortir maintenant !
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PaulF
Saltimbanque
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mer 12 Avr 2017 - 9:20

Bonjour,
J'ai fait plusieurs calculs de dimensionnements de protections de ce type. Les activités maximales par patient ne dépassaient jamais 3,7GBq pour le traitement 131I.
C'est vraiment intéressant de faire le calcul à la main et de s'intéresser au BU, on a souvent des surprises...Par contre, je vous conseille vivement d'utiliser un logiciel...ne serait-ce que pour la traçabilité des calculs.
Cordialement.
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Zohan
Phénomène de foire
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mer 12 Avr 2017 - 10:27

Bonjour,

Merci de votre réponse.
En effet, actuellement l'activité régulièrement utilisée dans le centre est de 3,7 GBq par patient, cepandant il y a des cas où l'activité injectée s'élève à 5,55 GBq. C'est pour cette raison qu'il à été défini une activité de 7,4 GBq, pour anticiper une probable augmentation de l'activité injecté (> 5,55 GBq).

En ce qui concerne le calcul de dose je n'ai malheureusement pas accès à un logiciel de calcul (pas de financement). Mais pour les calculs analytiques, qu'entendez vous par "souvent des surprises" ?

Cordialement
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PaulF
Saltimbanque
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mer 12 Avr 2017 - 10:36

Je n'utilise pas Dosimex mais je devrais l'avoir sous peu...C'est 130€...
J'utilise par contre µshield, un peu plus cher...µshield, comme tous les logiciels analytiques ne permet de placer le BU que sur un matériau. Lorsque la protection utilise plusieurs matériaux, il faut pas mal retravailler les calculs pour être cohérent et le plus proche de la réalité ...dans les limites du modèle qu'on a généré évidement..
Bon courage à vous.
COrdialement.
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SheepeR
Trapéziste
Trapéziste
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mer 12 Avr 2017 - 10:42

Bonjour PaulF,

Peux-tu nous dire quel est le rapport que tu as obtenu entre les débits calculés(µShield) et les débits de doses "réels mesurés" (sans correction réponse en énergie) en un même point?

Merci pour ton retour
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Gluonmou
Contorsionniste
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mer 12 Avr 2017 - 10:59

J'en profite pour dire que dans Dosimex on utilise la même méthode de composition des BU que µShield, mais on ne demande pas à l'opérateur de choisir le matériau :
On calcule  les µx dans les divers matériaux et on prend le matériau avec le µx le plus élevé
Et on fait ça pour chaque énergie.

Ce qui permet d'optimiser le calcul et de déstresser l'utilisateur

Et contrairement à µShield on fourni un dossier de validation portant sur plus de 200 configuration et benchmarké avec 4 autres codes : µShield, Mercurad, RayXpert, et MCNP (le dossier fait environ 100 pages)

En fait µShield a aussi un dossier de validation
Ils le vendent à part du logiciel...
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Gluonmou
Contorsionniste
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mer 12 Avr 2017 - 11:23

J'ai rajouté un truc mais je nme suis fait boulé. Je recommence

Avec de telle activité avez-vous évalué la dose patient

Avec la CIPR 128 (que j'ai sur le bureau parce qu'avec gamma.Lambda on est en train de mettre au point un utilitaire de calcul dose patient qui s'appellera Dosimex-MN, un vrai travail de bénédictin, plus de 300 tableaux...) on a des coeff du genre
Dose efficace : 0,28 mSv/MBq soit ici environ 2 Sv engagé
Dose à la thyroïde : 2,2 mGy/MBq soit en gros 16 Gy

Palsembleu, ça rigole plus....
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PaulF
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mer 12 Avr 2017 - 11:54

Bonjour Sheeper,
J'ai des écarts pouvant aller jusqu'à 30% (entre les différentes simulations, ce qui n'est pas catastrophique non plus en RP...), dépendant du nucléide (energie), de la forme de la source (Pastille d'iridium de qq mm ou cuve de mise en décroissance de 20m3...) et des matériaux mis en oeuvre (dans la recherche d'optimisation coûts/encombrement/possibilités techniques)...
Par rapport au différentiel simulations/mesurages je n'ai jamais vraiment eu l'occasion de comparer : dans les cas que j'ai géré, mes 30% sont noyés dans mes scenarios de cas enveloppe, des coefficients de sécurité appliqués aux blindages, de différence entre la réalité et la géométrie simulée....
Quand j'aurais le temps, un jour, je ferai une manip...
Cordialement.
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Zohan
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Ven 14 Avr 2017 - 12:19

Bonjour,

Je reviens vers vous pour vous demander votre aide pour savoir si vous avez une idée de la méthodologie pour effectuer une quantification prévisionelle (par calcul) d'activité contenu dans une cuve d'iode131.
Avez vous des chiffres pour la quantification de l'activité à chaque miction etc..

Merci d'avance
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Gally
Funambule
Funambule
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Sam 15 Avr 2017 - 9:46

Zohan, juste par curiosité, et c'est pour aller dans ton sens, pas pour un reproche.
Dans le cadre de ton cursus, as tu, à un moment ou a un autre, au moins sur le campus, accès à un code de calcul ?

Voilà, je ne pollue pas plus ton sujet, mais quand je lis qu'en tant qu'étudiant, à un niveau sérieux, tu n'as pas d'opportunité de coder sur un poste collectif,..... ca me déprime. Sad

_________________
Croit fermement en l'aristocratie d'EM Forster.
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Zohan
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Sam 15 Avr 2017 - 10:04

Bonjour Gally,

Pendant les deux ans "scolaire" du Master on a eut des tp d'utilisation de code de calcul comme microshield, et d'un point de vue programmation, mis à part le c++ qui n'est pas un code de calcul, on a programmer sous Tripoli4.4. D'ailleurs une des études (3 au total dont deux de nucléaires) portais sur La Radioprotection gamma avec la vérification des formules analytiques de calcul de débit d'équivalence de dose derrière un écran de différent matériaux (un seul écran).
La, malheureusement dans le lieu de stage ou je suis, je n'ai plus accès à Tripoli..
j'espère avoir répondu à ta question
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Domino
Contorsionniste
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Sam 15 Avr 2017 - 14:18

Bonjour Zohan,
80% de 131I seront éliminé par selles et urines. On demande au patient de boire beaucoup et d'uriner souvent pour limiter la dose à la vessie.
De plus, la plus grande partie est éliminée dans les premières 24H: l'élimination rénale 131I ressemble à une exponentielle négative.
Déterminer la dose par miction pour avoir la dose dans la cuve est à mon avis compliqué et et pas très utile.
Je pense que tu devrais partie des  doses administrées et du nombre de patient par jour + les calculs de décroissance
Bon courage

_________________
l' ouverture d'esprit n'est pas une fracture du crâne
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Zohan
Phénomène de foire
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mar 18 Avr 2017 - 9:44

Bonjour Domino,

Merci de votre réponse. Je pense que je vais partir pour les calculs de ces hypothèses là, en prenant pour hypothèse l'injection d'une activité la plus élevé actuellement utilisé dans le centre pour tous chaque patients
Merci
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PaulF
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Mar 18 Avr 2017 - 10:21

Bonjour Zohan,
Domino t'a donné déjà pas mal d'informations...
Pour ma part, je utilise le scénario suivant (c'est au Physicien médical ou à la PCR de te valider ça, ainsi que les objectifs de doses d'ailleurs..):

  • Activité ingérée par le patient : 3,7Gbq en une prise (gélule)

(La période de 131I est de 8,02 jours. sa période effective est de 7 jours. L’élimination de l’iode s’effectue selon deux modes :
o   fraction fixée dans la thyroïde (30%), éliminée par décroissance radioactive avec une période effective de 7j,
o   fraction répartie dans l’organisme (70%), éliminée majoritairement par voie rénale. Une faible proportion est éliminée dans les selles, par la salive, la sueur et l’air exhalé (moins de 0,1% de l’activité incorporée)
 
Selon les hypothèses ci-dessus et en considérant un cas enveloppe, l’activité rejetée, par patient pendant les 48 premières heures après traitement est calculée par:
 -80% de l’activité totale éliminée en 4 fois (2 fois par jour), soit, si Atot = 3,7GBq, (Atotx0,Cool/4=740MBq.
Si l’on considère que ces rejets sont dilués par l’eau d’évacuation, on peut déterminer une activité spécifique par rejet :
-Chaque rejet est d’environ 8L (rejet du patient + eau d’évacuation), soit une activité volumique de 92MBq.L-1 .

La décroissance de 131I n’est pas prise en compte durant les 2,5 jours de traitement du patient (le niveau de rejet reste de 740MBq/j/patient) mais est prise en compte quotidiennement dans les cuves. 




Il te faut encore: le nombre de patients par semaine, le volume des cuves...savoir aussi ce que tu veux calculer...Dans le cas ci-dessous, il s'agissait des protections biologiques du local ou se trouvent 2 cuves, il faut alors déterminer l'activité total des deux cuves, s'assurer qu'elles sont protégées de la même manière....


Bref, chaque cas est à part.
Bon courage.
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Zohan
Phénomène de foire
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MessageSujet: Re: Dimensionnement chambre d'irathérapie I131   Ven 21 Avr 2017 - 10:28

Bonjour PaulF,

Merci pour votre retour d'expérience. Je suis à peut prêt dans les même conditions que vous pour les hypothèses de départs ce qui m'a permis de trouver une concentration en iode pour déterminer le temps de décroissance necessaire dans chacune des cuves et l'activité contenu dans la cuve.
Encore merci pour votre aide

Geoffrey
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