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 Utilisation courbes isodoses CT - blindage

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radioac26
Phénomène de foire
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MessageSujet: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Lun 13 Aoû 2018 - 3:39

Salut tout le monde !  Very Happy

Je vous écris aujourd’hui car j’aurai une petite question concernant l’utilisation des courbes isodoses d'un CT couplé à une gamma caméra dans le cadre de mon mémoire de fin d’études! 

Je travaille sur un projet de blindage d’une salle SPECT CT suite à un renouvellement de locaux (la salle était anciennement une gamma caméra simple). 

Pour déterminer la contribution du rayonnement X au niveau de chaque mur d'intérêt, j'ai décidé de me baser sur les courbes isodoses fournies par GE. 

Les paramètres indiqués sur les courbes sont les suivants : 140 kV, 100 mA, rotation de 1 seconde, 4*5,0 mm .

Les valeurs des courbes sont données en µGy/acquisition et la valeur maximale pour la courbe la plus proche de l'isocentre est 5,2 µGy/acquisition et la valeur maximale de la courbe la plus éloignée de l'isodose est de 0,65 µGy/acquisition.

Sur les courbes isodoses, il est indiqué une valeur de µGy/acquisition pour chacune des courbes isodoses. Cependant, une acquisition signifie t'elle un scanner complet ? Ou une acquisition signifie t'elle une rotation du tube ? Car cela n'aurait pas le même impact sur la contribution de dose. 

Ce qui me bloque finalement c’est que je ne connais pas la méthode pour résoudre mon problème. J’ai vu que ce post a été abordé une ou deux fois auparavant et j’ai observé deux méthodes différentes (si j’ai bien tout compris bien sure! ^^). 

La première est apparemment de multiplier la valeur de la courbe isodose par la charge de travail en mAs/semaine est d’obtenir une valeur en mGy/semaine ?

La deuxième est de multiplier le temps d’un scanner par la valeur de la courbe isodose ? 

Parallèlement à l'étude de ces courbes isodoses, nous sommes partis sur le terrain prendre des mesures de rayonnement diffusé à l'aide d'un fantôme type corps. Nous avons placé le fantôme à 2 mètre à 45° de l'isocentre (axe le plus pénalisant en terme de dose par rapport aux courbes isodoses).

En reproduisant les mêmes paramètres que les courbes isodoses, nous avons trouvé une valeur de dose intégrée de 9 µGy/scanner donc en appliquant la loi de l'inverse carré de la distance une dose de 36 µGy/scanner à 1 mètre à 45°.

Cependant, en regardant sur les courbes, je trouve une valeur de 0,65 µGy/acquisition à 2 mètres et de 2,6 µGy/acquisition à 1 mètre, ce qui est extrêmement bas comparativement aux mesures (9 µGy/scanner à 2m et 36 µGy/scanner à 1m).

D'où ma question initiale : que signifie concrètement une acquisition ?

Pour tenter de chercher la réponse, j'ai supposé qu'une acquisition correspond à une rotation. Nous avons utilisé un fantôme de 32 cm et sachant que chaque rotation couvre une coupe de 20 mm, on en déduit que pour ce fantôme 16 rotations sont nécessaires au scanner complet.

Je ne sais pas si la manière de raisonner est bonne mais cela signifierait donc qu'il faut multiplier la valeur de chaque courbe isodose (en µGy/acquisition) par le nombre de rotations durant le scanner ?

Cependant, avec ce raisonnement, par le calcul on trouve à 1 mètre : 2,6 * 16 = 41,6 µGy comparativement à 36 µGy trouvés avec la mesure (relativement proche)
Et à 2 mètre : 0,65 * 16 = 10,4 µGy comparativement à 9 µGy mesurés. Ce qui a l'air d'être vraiment correct et qui fait du sens.

Pour connaitre la contribution de dose annuelle finale au niveau de chaque mur, il faudrait ensuite multiplier la dose correspondant à chaque mur par le nombre de scanners annuels selon moi. 

Si vous connaissez la solution exacte à utiliser avec ces courbes Isodoses je suis totalement preneuse car tout ce que je mentionne n’est actuellement que supposition et j’avoue être quand même bloquée à l'approche de la date finale...  Rolling Eyes

Voilà les amis, j’espère avoir été assez claire car c’est un peu complexe et je m'excuse pour la longueur du message ! 

Merci milles fois par avance ! A très vite !  Very Happy Very Happy
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Domino
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Lun 13 Aoû 2018 - 9:44

Bonjour,
les courbes isodoses sont données pour 140KV
et 100mAs (et non 100mA comme tu le dit)
Donc la courbes te donne la dose pour 100mA pendant 1 sec
Tu peux récupérer dans la machine les mAs pour une période donnée

(le temps d'acquisition, c'est pour un scanner, soit une hélice et cela dépend du protocole de l'examen réalisé. Pour les contrôle radiopro on prend généralement le protocole lombaire)

La formule est donc: valeur de l'isodose x mA.min X60 = valeur de l'isodose x mAs
Ce numérateur est divisé par :100 mAs x atténuation.

En ce qui concerne la loi en d2 elle ne s'applique qu'à l'extérieur des courbes isodoses

Remarque en passant tu ne peux utiliser la rotation du scanner qu'en connaissant le pas de l'hélice: pour 32 cm, tu aura 16 rotations avec un pas de 1. En caricaturant, si tu divise le pas par 2, tu auras 32 rotations et en le multipliant par 2, 16 rotations. Là aussi, cela dépend des protocoles utilisés. Ce n'est donc pas une bonne méthode.

Bonne journée

_________________
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radioac26
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Lun 13 Aoû 2018 - 18:14

Bonjour Domino ! 

Merci pour ta réponse! Elle m'a un peu plus éclairée!  Very Happy

Si je comprends bien cela signifie que je dois convertir ma charge de travail en mAs/semaine. 

L'établissement qui renouvelle son blindage nous a indiqué qu'ils estiment environ 2815 scanners/an , ce qui donne environ 54 scanners/semaine. 

En faisant l’hypothèse qu'un scanner type corps requiert 300 mAs / scan (valeur pris de NCRP 147 car je suis actuellement au Canada), on a donc : 54*300 = 16 200 mAs / semaine. 

Mais sachant que les courbes isodoses sont basés sur un fantôme de 32 cm avec un pas de 20mm, on aurait 16 rotations par scan. La charge de travail en mAs ne peut pas être déterminée par : 16*300mAs*54 = 259 200 mAs/semaine ??? 

Ensuite si je suis la formule: 16 200 mAs / 100 mAs * atténuation. 

Dans mes murs j'ai déjà une épaisseur de 1,58 mm de plomb pour certains et 2,38 pour d'autres. 

Mon référent me conseille de passer par NCRP 147 pour trouver ma transmission et ensuite 1 - transmission = atténuation . Est ce une bonne méthode ? 

Avec la formule que tu a donné quelle est l'unité des résultats, en µGy/semaine ? 

Je suis désolée, je ne suis pas sure d'avoir tout saisi.. et c'est un peu confus dans ma tête (puis au passage le stress commence à bien m'envahir..  Shocked). 

Peut tu être plus clair sur l'explication de la formule ? 

Merci par avance ! A très vite !
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Domino
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Lun 13 Aoû 2018 - 19:57

Bonsoir,
l''activité du scanner me parait bien faible
Nous avons plutôt 40 à 50 scanner par jour ce qui représente quelques choses comme 20000mA.min/sem.

Pour les courbes isodoses:
- il faut prendre la courbe qui traverse le mur que l'on veut protéger
- Si aucune courbe ne traverse, on calcule la dose théorique en prenant la loi en d2. Attention, la valeur à 1m est celle de la courbe et on détermine la décroissance jusqu'au mur

Pour la formule:
-valeur de l'isodose: µGy/100mAs
- activité du scanner: mA.min/sem
- Atténuation: rapport de la dose devant l'écran à la dose derrière l'écran

Dose derrière le mur en µGy/sem: (µGy x mA.min x 60) / 100mAs x Atténuation

Pour les atténuation j'ai utilisé Dosimex et tenu compte du Build up

Remarques: attention à la terminologie
e E-µatt est le facteur de transmission en ligne droite (ce qui ce trouve derrière l'écran
1-eE-µatt est appelé facteur d'atténuation (ce qui a interagit dans la matériau).

Si tu veux faire le calcul; dose devant le mur x e E-µattx = dose derrière le mur.
C'est la transmission en ligne doite sans prise en compte du BU

Rem: avec un pet scan ce ne sera probablement pas les RX qui poseront problème

Bonne soirée

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radioac26
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Lun 13 Aoû 2018 - 21:54

Bonsoir, 

Merci pour votre réponse !  Very Happy

Pour effectuer mes calculs, je me base sur les données que nous a fourni l'hôpital. Ils nous indiquaient 2815 scanners/an, ce qui me donne bien 54 scanners/semaine. 

Le problème qui se posait était de passer d'un nombre de scanners par semaine à une charge de travail estimée en mA.min/semaine (car nous n'avons pas pu récupérer dans la machine les mAs pour une période donnée). 

Sachant que le fantôme utilisé dans les courbes isodoses mesure 320 mm et que les courbes de GE indique 20 mm pour une coupe séquentielle, on a donc 16 rotations pour cette procédure indiquée de scanner dans les courbes isodoses. 

Nous avons donc eu le raisonnement suivant : Valeur en mAs de NCRP 147 pour un scanner corporel = 250 mAs * 16 rotations * 54 scanners/semaine = 216 000 mAs/semaine soit 3600 mA.min/semaine. Pensez vous que cela est correct ? 

Est t'il possible d'utiliser la formule sans l'atténuation ? Ou la formule ne peut être utilisée que telle qu'elle ? 

C'est a dire, sans atténuation, calculer : µGy * mA.min * 60 / 100 mAs. 

On aurait donc avec cette formule la dose avant l'écran. On connait la dose cible qu'on veut après l'écran. 

On peut donc calculer le facteur de transmission : Dose cible souhaitée après écran / Dose obtenue avant l'écran , et ensuite voir l'épaisseur correspondante via les abaques NCRP 147 (fig.A.2). Est t'il possible selon vous ? 

Est t'il en votre pouvoir de me fournir les atténuations indiqués dans Dosimex pour un mur de 1,58 mm et un autre de 2,38 mm ? 


Je vous remercie grandement par avance ! Bonne soirée à vous  Very Happy
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Domino
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Lun 13 Aoû 2018 - 22:11

L'activité au vu du nombre faible de scanner est dans cet ordre d'idée
Vous pouvez effectivement déterminer l'atténuation dont vous avez besoin

Dans Dosimex avec 140 KV et une filtration de 7mm
1,58mm Pb: atténuation 99,1
pour 2,58mm: 623

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Toz
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Mar 14 Aoû 2018 - 9:13

Bonjour,

la charge de travail aux alentours de 3000 mAmin/semaine pour un TDM couplé à une gamma caméra me semble correcte car :

 - tous les examens ne nécessitent pas de fusion d'image (thyroïde, ...) ;
 - les temps d'acquisition de la gamma caméra ne permettent pas d'enchainer les examens aussi vite qu'avec un TDM seul.

La méthode est bonne reste à l'appliquer. Le NCRP147 t'en propose 3 et celle que Domino te suggère correspond à la 2ème. Simplement, elle obtient le facteur d'atténuation avec un logiciel. Dans ton cas il faudra le lire sur une courbe ou demander qu'on te réalise le calcul.

Attention à :

  - ne pas oublier de convertir tes valeurs en kerma dans l'air en grandeur opérationnelle  (ICRU 57) pour estimer correctement les épaisseurs des protections à prévoir ;
  - tenir compte de l'activité injectée et des isotopes utilisés.

Bon courage,

Toz
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radioac26
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Mar 14 Aoû 2018 - 19:04

Bonjour, 

Merci pour vos réponses ! 

Effectivement la charge de travail me parait correct pour ce type d'activité ! 

Je vais me baser sur la méthode suggérée par Domino pour effectuer mes calculs. 

Si je suis la méthode à la lettre, pour déterminer l'atténuation , comment dois je faire par le calcul ? 

Puis-je passer par la courbe NCRP 147 "Transmission of CT scanner Secondary Radiation through lead" et lire la transmission pour l'épaisseur correspondante (1,58 mm ou 2,38 mm) à 140 kV ? 

Ayant déjà des épaisseurs de plomb dans les murs, mon maître de stage me conseille d'opter pour la méthode : déterminer le coefficient de transmission en fonction de la dose avant le mur et de la dose cible après le mur et en fonction du coeff de transmission obtenue, lire l'épaisseur de plomb correspondante sur NCRP 147 (courbe mentionnée au dessus) et voir si l'épaisseur que l'on a déja est suffisante ou s'il faut en ajouter. 

Exemple : pour un mur qui rencontre une courbe isodose d'une valeur de 1,33 µGy/acquisition, le calcul serait : (1,33 µGy/acquisition * 216 000 mAs/semaine) / (100 mAs) = 2873 µGy/semaine = 2,9 mSv/semaine. 

La dose cible est 20 µSv/semaine donc facteur de transmission = 20 / 2873 = 7.10^-3. Par lecture sur le graphe, à 140 kV, cela correspond à une épaisseur de 1,4 mm de plomb. On compare ensuite cette valeur à la valeur de plomb déjà existante et on voit si c'est inférieure ou supérieure (auquel cas il faudrait en ajouter).  

Cette méthode alternative vous parait t'elle correcte ? Je penses que la démarche est bonne mais à confirmer! Ou faut t'il vraiment appliquer celle que Domino a mentionné à la lettre ? 

Domino, quand tu trouve tes atténuations sur Dosimex, pourquoi parles tu de Build Up ? N’apparaît t'il pas seulement aux alentours de 200 keV (lorsqu'il y a la probabilité d'avoir de l'effet Compton) ? Alors que dans notre cas, l'énergie est aux alentours de 140 keV? 

Toz, je n'ai pas trop compris quand tu me dis de ne pas oublier de convertir mes valeurs en kerma dans l'air en grandeur opérationnelle pour estimer correctement les épaisseurs de plomb, car dans le cas des courbes isodoses, la valeur en kerma dans l'air n'intervient pas.. Peut tu être un peu plus clair ? 

Merci à vous ! 

Bonne après-midi.
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radioac26
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Mar 14 Aoû 2018 - 20:31

Finalement, je trouve des valeurs assez élevées et sa me parait bizarre.. Comment faire pour calculer l'atténuation ? Auriez vous la méthode ou la solution svp ?
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Domino
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Mar 14 Aoû 2018 - 21:11

Bonsoir,
-en ce qui concerne les courbes isodoses, elles sont données pour 140KV. Généralement, on utilise le scanner à une tension moindre  (120 KV). Il faudrait voir si c'est le cas pour ton installation. Le fabricant peut te donner un facteur de correction pour tes courbes isodoses.

- dans le Pb il y a un petit BU mais c'est surtout dans les mur en béton que cela joue

- pour les valeurs, les courbes donnent une dose en Gy soit en Kerma et derrière ton mur tu souhaite des Sv..
A 140 KV, le rapport H*10/Ka est de 1.5 (ICRU 57)

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Toz
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Mar 14 Aoû 2018 - 22:14

Re,

radioac26 a écrit:
Toz, je n'ai pas trop compris quand tu me dis de ne pas oublier de convertir mes valeurs en kerma dans l'air en grandeur opérationnelle pour estimer correctement les épaisseurs de plomb, car dans le cas des courbes isodoses, la valeur en kerma dans l'air n'intervient pas.. Peut tu être un peu plus clair ?
radioac26 a écrit:
2873 µGy/semaine = 2,9 mSv/semaine

C'est de cette conversion qu'il s'agit. Pour mieux comprendre je te conseille ce document D. Paul - De la dose au dosimètre ou celui-ci qui est sur le site.
À 140 kV tu peux considérer que l'énergie moyenne (préconisation du guide IRSN) de ton spectre est environ 70 keV en première approximation (en vrai, un peu moins pour une filtration de 7 mm Al et une anode en W).

radioac26 a écrit:
Domino, quand tu trouve tes atténuations sur Dosimex, pourquoi parles tu de Build Up ? N’apparaît t'il pas seulement aux alentours de 200 keV (lorsqu'il y a la probabilité d'avoir de l'effet Compton) ? Alors que dans notre cas, l'énergie est aux alentours de 140 keV?

Voir l'origine du build-up ainsi que les valeurs pour divers matériaux dans les données de base du site. La valeur varie en fonction de l'épaisseur, gare au béton.

Par ailleurs, l'effet Compton n'apparait pas à 200 keV :



À 200 keV, ce mode d'interaction est dominant mais ça ne veut pas dire qu'il n'existe pas en deça.

Reste ensuite à appliquer point par point la méthode que Domino t'as détaillée.

radioac26 a écrit:
Puis-je passer par la courbe NCRP 147 "Transmission of CT scanner Secondary Radiation through lead" et lire la transmission pour l'épaisseur correspondante (1,58 mm ou 2,38 mm) à 140 kV ?

Oui

Bon courage,

Toz
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radioac26
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Mer 15 Aoû 2018 - 1:46

Bonsoir, 
 
Merci pour vos réponses !  Very Happy
 
Par rapport au facteur de conversion Kerma/Sievert, si j'ai bien compris il faudra que je multiplie ma dose trouvée derrière le mur par 1,5.  
 
Ensuite, avec la courbe NCRP 147 "Transmission of CT Scanner Secondary Radiation through lead" , je trouve : 
- A 140 kV et pour 1,58 mm : transmission = 2.10^-3 donc atténuation = 0,998
- A 140 kV et pour 2,38 mm : transmission = 5.10^-4 donc atténuation = 0,9995 
 
Ces atténuations sont relativement proches. 
 
Hors Domino, avec Dosimex m'indique une atténuation de 99,1 pour 1,58 mm Pb et une atténuation de 623 pour 2,38 mm Pb. 
 
Faut t'il que je multiplie mes valeurs par 100 pour avoir l'atténuation en pourcentage pour pouvoir l'utiliser dans la formule ? Auquel quoi qu'est ce que signifie l'atténuation de 623 ? 


Merci ! 
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radioac26
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Mer 15 Aoû 2018 - 1:53

En attendant d'avoir votre éclairage concernant la détermination de la valeur de l'atténuation  cheers, j'ai tenté de passer par la transmission pour chercher ma dose atransmise aprés le mur . 

Je ne sais pas si le raisonnement est bon et si c'est possible d'utiliser la formule de Domino sans l'atténuation .

Voici ce que sa donne : 

Qu'en pensez vous ? 





















Mur
Distance (m)
µGy/acquisition
Nombre de scanners/semaine
mAs/semaine
Dose au niveau du mur en µGy/semaine
Transmission pour 1,58 mm de plomb
Transmission pour 2,38 mm de plomb
Dose après le mur en µGy/semaine
Mur A = Secrétariat mammographie
2,043
0,66
54
216000
1425,6
2,00E-03
5,00E-04
7,13E-01
Mur B = Toilette
3,11
1,31
54
216000
2829,6
2,00E-03
5,00E-04
1,41E+00
Mur C = Rangement
5,016
0,64
54
216000
1382,4
2,00E-03
5,00E-04
6,91E-01
Mur D = Salle de contrôle
5,502
0,29
54
216000
626,4
2,00E-03
5,00E-04
1,25E+00
Porte D
5,727
0,22
54
216000
475,2
2,00E-03
5,00E-04
9,50E-01
Mur E = Couloir
2,847
0,66
54
216000
1425,6
2,00E-03
5,00E-04
2,85E+00
Porte E
5,651
0,24
54
216000
518,4
2,00E-03
5,00E-04
1,04E+00
Mur F = Couloir
2,57
0,66
54
216000
1425,6
2,00E-03
5,00E-04
2,85E+00
Mur G = Couloir
1,998
2,63
54
216000
5680,8
2,00E-03
5,00E-04
1,14E+01
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Domino
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Mer 15 Aoû 2018 - 18:33

Bonjour,

ton tableau est bon

La différence avec mes valeurs tient :
-à ce que j'utilise un logiciel et toi des graphiques log (1,58mm de Pb sur un graph log c'est pas très précis.
- je tiens compte du BU (BU moyen 2.Cool

En comparant avec tes valeurs, tu as un facteur 4 entre tes 2 épaisseurs de Pb et moi un facteur 6

En tenant compte du BU dans tes valeurs de transmission ca donne 178 (contre 99 avec Dosimex) et 459 (contre 623 avec Dosimex)

Par contre le résultat est en Gy et pour l'avoir en Sv tu multiplies par 1.5

Bonne soirée

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radioac26
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Jeu 16 Aoû 2018 - 19:42

Bonjour, 

Merci Domino pour ta réponse !  Very Happy

Etant donné que mon tableau est OK je penses partir avec cette base là en passant par la transmission! (en multipliant bien sure ma dose aprés le mur par 1,5). 

Compte tenu des valeurs trouvés , aucune dose n'est supérieure à 0,02 mSv/semaine pour la contribution du rayonnement X. 

Me reste plus qu'à sommer ces doses à celles trouvées pour la contribution du rayonnement gamma! Quoi que étant donné qu'au Canada les limites de doses cibles hebdomadaires sont différentes pour le rayonnement X et gamma, je pense traiter les deux contributions indépendamment.. 

merci bcp! 

A très vite.
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Ven 17 Aoû 2018 - 0:15

Re, 

Petite question : faut t'il multiplier également les valeurs de dose de rayonnement gamma par 1,5 ? (puisqu'il s'agit également d'un rayonnement électromagnétique). Merci!

Bonne soirée,
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radioac26
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Ven 17 Aoû 2018 - 0:28

Dans le NCRP 147, en calculs de blindage en radiologie, je trouve une valeur de "Kerma non blindé dans l'air en mGy/semaine" . Pour être rigoureuse , faut t'il que je multiplie cette valeur par 1,5? (sachant que les constantes sont données en mGy/semaine) dans NCRP.
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Domino
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Ven 17 Aoû 2018 - 19:03

Quand tu utilises les courbes isodoses, tu es en Gy. Le calcul que tu fait te donne un résultat en Gy.

Si du point de vue législatif on te demande une dose en Sv il faut convertir les Gy en Sv.
Ce sera pareil pour le rayonnement Gamma mais le rapport H*10/Kerma varie en fonction de l'énergie.
Il faudra adapter en fonction des énergie des gamma


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Domino
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MessageSujet: Re: Utilisation courbes isodoses CT - blindage    Ven 17 Aoû 2018 - 19:06

Domino a écrit:
Quand tu utilises les courbes isodoses, tu es en Gy. Le calcul que tu fait te donne un résultat en Gy.

Si du point de vue législatif on te demande une dose en Sv il faut convertir les Gy en Sv.
Ce sera pareil pour le rayonnement Gamma mais le rapport H*10/Kerma varie en fonction de l'énergie.
Il faudra adapter en fonction des énergie des gamma

EDIT: j'ai voulu agrandir et me retrouve avec un doublon confused

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