Faire progresser la sûreté nucléaire et la radioprotection

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Les activités contrôlées dans le domaine médical

Depuis plus d’un siècle, la médecine fait appel, tant pour le diagnostic que pour la thérapie, à des rayonnements ionisants produits par des générateurs électriques ou par des radionucléides en sources scellées ou non scellées.

Les doses

Du diagnostic à la thérapie : un large spectre de sources et de doses.

Images de scintigraphie myocardique (© Dr Proffit, Poitiers)

Images de scintigraphie myocardique (© Dr Proffit, Poitiers)

En diagnostic, une très faible dose de substance radioactive (ou médicament radiopharmaceutique ou encore traceur) est administrée au patient, le plus souvent par voie intra-veineuse. La quantité de radioactivité administrée s’exprime en Becquerel (1 Becquerel = 1 désintégration radioactive/seconde). En médecine nucléaire, les doses utilisées sont la plupart du temps de l’ordre du mégabecquerel (1 MBq = 10e6 Bq) ou du gigabecquerel (1 GBq = 10e9 Bq). La nature du médicament radiopharmaceutique employé dépend de l’organe ou de la fonction à explorer. Ce médicament peut être un radionucléide utilisé seul ou fixé sur un vecteur (molécule, hormone, anticorps…). À titre d’exemple, le tableau 1 présente quelques-uns des principaux radionucléides utilisés dans les explorations les plus courantes.

 

Type d’exploration

Radionucléides utilisés

Métabolisme thyroïdien

Iode-123, technétium-99m

Perfusion du myocarde

Thallium-201, technétium-99m, rubidium-82

Perfusion pulmonaire

Technétium-99m

Ventilation pulmonaire

Technétium-99m, krypton-81m,

Processus ostéo-articulaire

Technétium-99m, fluor-18

Exploration rénale

Technétium-99m

Oncologie – Recherche de métastases

Technétium-99m, fluor-18, gallium-68

Neurologie

Technétium-99m, fluor-18

Tableau 1 : quelques radionucléides utilisés dans les examens courants de médecine nucléaire

Le médicament radiopharmaceutique, accumulé spécifiquement dans l’organe étudié, émet des rayonnements qui peuvent être détectés par une caméra. Contrairement aux techniques employées en radiologie et en radiothérapie externe, le rayonnement n’est donc pas extérieur au patient mais provient de l'intérieur. Le signal détecté par la caméra permet d’obtenir une image du fonctionnement de l’organe exploré. La médecine nucléaire offre ainsi un outil de diagnostic non-invasif très performant qui est utilisé pour des centaines de pathologies telles que les maladies cardio-vasculaires, les cancers ainsi que des affections neurologiques (Alzheimer, Parkinson, etc.).

Images TEP à la Fluorocholine (© Centre de Médecine nucléaire du Parc)

Images TEP à la Fluorocholine (© Centre de Médecine nucléaire du Parc)

En thérapie, on administre une dose importante de médicament radiopharmaceutique au patient (par injection ou absorption d’une gélule) de sorte à détruire de façon très ciblée les cellules malades. Ces traitements, aussi appelés Radiothérapie Interne Vectorisée (RIV), sont utilisés pour différentes pathologies, notamment en cancérologie. Selon le médicament radiopharmaceutique administré, les traitements peuvent être réalisés en ambulatoire ou dans le cadre d’une hospitalisation. Certaines thérapies nécessitent une hospitalisation des patients pendant plusieurs jours dans des chambres spécialement aménagées, appelées également chambres radioprotégées (ou chambre de RIV). C’est en particulier le cas du traitement de certains cancers thyroïdiens par l’administration  d’I131 (1 à 5,5 GBq). Récemment, ce sont développées des techniques dites de radio-embolisation, basées sur l’injection de microsphères marquées à l’Y90 au plus près des cellules à détruire. Cette injection se fait par guidage radioscopique, dans une salle de radiologie. Les patients sont ensuite hospitalisés dans une chambre conventionnelle pendant 24h environ.

Des sources radioactives peuvent également être utilisées pour des activités de diagnostic in vitro. Dans ce cas, les traceurs ne sont pas injectés aux patients, mais utilisés en très faible quantité pour des analyses sur prélèvements biologiques. Ces activités peuvent être rattachées aux services de médecine nucléaire ou réalisées au sein de services ou de laboratoires de biologie médicale. Ces activités n’entrainent pas d’exposition significative du personnel mais engendrent des déchets et des effluents contaminés qui doivent être gérés selon les dispositions réglementaires en vigueur.

Des doses et des risques radiologiques

L’unité utilisée pour caractériser les effets des rayonnements ionisants sur l’homme est le Sievert et ses sous-multiples : millisievert (mSv), microsievert (µSv)….

On peut estimer par calcul la dose efficace "corps entier" délivrée au patient selon l’examen considéré, à partir de l’activité injectée de médicament radiopharmaceutique et du produit dose.longueur (PDL) qui traduit la dose délivrée au patient par le scanner. Par exemple, dans le cas des examens TEP, la dose due à l’injection de 400 MBq de FDG (FluoroDesoxyGlucose, principal traceur utilisé pour les examens TEP, marqué au Fluor 18) est estimée à 8 mSv et celle due au scanner est estimée à 7 mSv, soit un total de 15 mSv pour l’examen.

Ainsi, les doses corps entier délivrées au cours des examens les plus courants se situent entre 2 mSv pour un examen de la thyroïde au Tc99m à 40 mSv pour une scintigraphie myocardique au Tl201.

En comparaison, la dose délivrée lors d’un scanner thoraco-abdomino-pelvien est estimée à 15 mSv.

Ces doses restent bien inférieures à celles pour lesquelles peuvent apparaitre des effets dits "déterministes", c’est-à-dire des effets biologiques précoces, plus ou moins néfastes qui apparaissent de façon systématique au-delà d’une valeur seuil.[1]

Les doses administrées dans le cadre des thérapies sont beaucoup plus importantes mais l’objectif dans ce cas est de détruire des cellules spécifiquement ciblées. Les effets néfastes (non recherchés) liés à ces traitements découlent d’une mauvaise administration de ces thérapies (problème d’injection, erreur de patient…). Ces effets peuvent aller de la radiodermite passagère à la destruction irréversible d’un organe (voir les événements significatifs en radioprotection plus loin).

La catégorie de personnel la plus exposée dans les services de médecine nucléaire est celle des manipulateurs en électroradiologie, qui peuvent prendre part à toutes les étapes des actes, de la préparation des doses à l’acquisition des images en passant par l’injection des patients. Leur niveau d’exposition annuel est inférieur à5 mSv (et même inférieur à 1 mSv pour 75,9% du personnel suivi ;résultat de la somme des doses efficaces) et la dose équivalente aux extrémités moyenne est de 18,3 mSv[2]. Ces valeurs sont à comparer d’une part aux limites réglementaires admissibles pour le public : 1 mSv par an (somme des doses efficaces) et 50 mSv par an (dose équivalente à la peau) et d’autre part aux limites réglementaires pour les travailleurs exposés aux rayonnements ionisants : 20 mSv par an (somme des doses efficaces) et 500 mSv par an (dose équivalente aux extrémités et à la peau)

Les principaux leviers d’optimisation des doses pour les patients

Le principe d’optimisation consiste à réduire autant que possible la dose délivrée au patient sans altérer la qualité de l’examen. Bien que l’exposition des patients en médecine nucléaire diagnostique soit relativement faible en comparaison d’autres techniques d’imagerie, le principe d’optimisation reste applicable. L’’ASN, lors de ses inspections, vérifie que ce principe est bien mis en œuvre, notamment par le respect des préconisations émises par les sociétés savantes sur les doses de médicaments pharmaceutiques utilisées en fonction du type d’examen

Les évolutions technologiques des caméras ont permis d’améliorer leur rendement de détection. Ce gain peut être mis à profit pour réduire le temps d’acquisition des images et ainsi limiter la durée de l’examen. Alternativement, cette avancée peut être exploitée pour réduire la dose de médicament radiopharmaceutique injectée, en conservant le même temps d’acquisition des images. Cette dernière alternative permet de diminuer  les doses délivrées aux patients.

Les inspections périodiques réalisées par l’ASN ont mis en évidence que les paramétrages des scanners embarqués sur les caméras sont encore trop peu utilisés comme levier d’optimisation des doses délivrées aux patients.

 

[1] Voir aussi la page "les effets des rayonnements ionisants" pour la définition des effets déterministes et stochastiques.

[2] Données extraites du rapport IRSN "La radioprotection des travailleurs – Exposition professionnelle en France : bilan 2015"

Date de la dernière mise à jour : 03/05/2017