Comptage pulmonaire

Le Centre national de référence pour les essais biologiques et la surveillance In Vivo (CNR) possède deux fantômes thoraciques et divers fantômes pulmonaires qui permettent à un établissement de vérifier si la qualité de son programme de comptage pulmonaire satisfait aux exigences de la Norme d'application de la réglementation S-106.

Le personnel du CNR visitera le site de l'utilisateur chaque année pour y effectuer la comparaison interlaboratoire de comptage pulmonaire. Plusieurs épreuves peuvent être effectuées à l'aide d'un fantôme thoracique réaliste contenant un fantôme pulmonaire. Ces épreuves permettent au CNR d'évaluer le rendement d'une installation de comptage pulmonaire.

Les épreuves qui peuvent être effectuées avec ces fantômes sont les suivantes :

• identification de contaminants internes inconnus
• détermination de la distribution des contaminants
• effet de la taille
• effet de l'emplacement
• détermination de l'activité minimale détectable
• précision du comptage
• exactitude du comptage
• effet du tissu sus-jacent.

Identification de contaminants internes inconnus

Chaque année le CNR teste la capacité de l'établissement à identifier un (des) radionucléide(s) inconnu(s) dans le poumon. Les fantômes pulmonaires utilisés sont fabriqués par le CNR ou des fournisseurs approuvés.

Effet de la taille

Le CNR possède deux fantômes thoraciques réalistes de tailles différentes qui peuvent être utilisés pour tester l'effet de la taille sur l'installation. Ces fantômes sont le fantôme thoracique du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) et celui du Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI)..

Fantôme thoracique LLNL

Ce fantôme est fabriqué par Radiology Support Devices (RSD) de Long Beach (Californie), États-Unis. Le fantôme va depuis la base du cou jusqu'à la base inférieure du foie. Il ne possède ni tête, ni cou, ni bras, ni partie inférieure du torse. Il est moulé autour d'un squelette en plastique, et non autour d'un squelette humain car les variations observées entre les squelettes humains entraîneraient des distorsions dans les très faibles énergies produites par les radionucléides transuraniens pour lesquels le fantôme est conçu. L'intérieur du thorax est creux (à l'exception du squelette) et il doit être rempli avec des organes ou des blocs d'écartement afin d'éliminer les poches d'air. On accède à l'intérieur du thorax par un couvercle contenant le sternum et le reste des côtes. Ce couvercle est moulé séparément pour qu'il s'ajuste parfaitement au thorax et pour qu'il évite toute perte de matériau, qui pourrait arriver s'il était découpé dans le thorax.

Le fantôme est conçu pour un comptage en position allongée seulement. Le fantôme offert par RSD est un fantôme de troisième génération. Le CNR possède un fantôme de deuxième génération (il en existe seulement 16 dans le monde). L'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) et la Phantom Library de l'USDOE (United States Department of Energy) possèdent un fantôme de première génération (il en existe seulement trois dans le monde).

Ensembles poulmonaire disponibles :

Rempli par un fabriquant	Rempli par le CNR
Américium 241	Carbone 14
Plutonium 238	Uranium faiblement enrichi (23 %)
Uranium naturel	Américium 241
Thorium naturel	Cobalt 57
Uranium enrichi (97 %)	Uranium naturel
Américium 241/europium 152	Europium 152
Américium 241/europium 152 en sections	Autres radionucléides sur demande
Ensembles pulmonaires témoins (2)
Ensemble pulmonaire témoin en sections
Ensemble pulmonaire témoin en tranches

Fantôme thoracique JAERI

Le présent fantôme est fabriqué par la société japonaise Kyoto Kagaku Co. Ltd. Il a été mis au point pour simuler l'homme de référence japonais. Le CNR l'utilise pour mieux représenter les travailleuses. Le fantôme contient un modèle d'organes amovibles (poumons, foie, reins et coeur), un modèle de trachée et une cage thoracique artificielle. Il comporte également des plaques thoraciques qui peuvent être placées au-dessus de la poitrine pour simuler une large gamme de rapports tissus adipeux/tissus musculaires. Les poumons et le foie sont constitués de tranches, de sorte qu'il est possible d'insérer des sources planes dans les organes pour simuler une grande diversité de distributions.

Ensembles pulmonaires disponibles :

Rempli par un fabricant	Rempli par le CNR
Américium 241/europium 152	Américium 241
Plutonium 239	Uranium naturel
Uranium naturel	Europium 152
Américium 241/europium 152 par sections	Autres radionucléides sur demande
Ensemble pulmonaire témoin par sections
Américium 241
Uranium enrichi (99,8 %)

Détermination de l'activité minimale détectable

L'activité minimale (AMD) doit être déterminée à l'aide d'un fantôme contenant du potassium 40 ou, de préférence, un sujet non contaminé. L'AMD est calculée à l'aide de l'équation :

où :

BCKND:   est le nombre total de coups dans la région examinée pour un radionucléide donné.

E:   est le facteur d'étalonnage, avec facteurs géométriques incorporés, utilisé pour convertir le taux de comptage en activité.

T:   est la durée du comptage, généralement exprimée en secondes (supposée la même pour l'échantillon et le rayonnement de fond).

Précision du comptage

Pour obtenir un comptage précis, un même fantôme est soumis à des comptages répétés. Après chaque comptage, le fantôme est retiré pour être remis ensuite en position de comptage. Le comptage est effectué cinq (5) fois.
La précision S est donnée par l'expression :

où :

La limite de la précision est acceptable si (S%) est inférieure ou égale à 40 %.

Exactitude du comptage

On détermine l'exactitude du comptage en évaluant le biais de l'établissement pour une combinaison quelconque de fantômes thoracique et pulmonaire. Le biais B est donné par l'expression suivante :

où :

La limite du biais B est acceptable si elle est supérieure ou égale à -25 % et inférieure ou égale à +50 %. L'activité dans le fantôme utilisé dans l'épreuve doit être plus de cinq fois plus grande que l'AMD indiquée sur le tableau 2 de la Norme d'application de la réglementation S 106 pour le radionucléide utilisé.

Effet du tussu sus-jacent

Épaisseur

L'efficacité du comptage pulmonaire varie considérablement avec l'épaisseur de la paroi thoracique. Un établissement doit disposer de facteurs de correction pour l'épaisseur de la paroi thoracique afin d'obtenir une estimation précise de l'activité dans les poumons du sujet.

Le fantôme LLNL peut être utilisé avec une couche adipeuse fictive qui augmente l'épaisseur de la paroi thoracique. La gamme d'épaisseurs simulées varie de 1,6 cm (sans couche adipeuse fictive) à 6,5 cm environ (avec la couche adipeuse fictive la plus épaisse).

Le fantôme JAERI offre une gamme plus restreinte d'épaisseurs de paroi thoracique. La gamme d'épaisseurs simulées varie de 2,0 cm (sans couche adipeuse fictive) à 3,5 cm environ (avec la couche adipeuse fictive la plus épaisse).

Composition

Les photons de faible énergie (< 60 keV) sont atténués de façons différentes par les tissus adipeux et les tissus musculaires. Les deux fantômes comportent des couches adipeuses fictives offrant divers rapports de tissus adipeux/tissus musculaires pour quantifier cet effet.