Evaluation de la contamination atmosphérique des services ... - IRSN

Evaluation de la contaminationatmosphérique des services de médecinenucléaire12 Décembre 2008 - Sixièmes Rencontres des PCRPrésenté par Johnny DUMEAU, IRSNUnité d’Expertise en radioprotection MédicaleSous la direction de Jean-Luc REHEL et Bernard AUBERT

IntroductionContexte :Possibilité de contamination atmosphérique induite par l’utilisation de sourcesradioactives non scellées.Peu d’études publiées sur la médecine nucléaire (J.C ARTUS et P. FAUROUS, N.PIGELET).Nécessité de données pour alimenter la réflexion du GT MN ASN/IRSN,Objectifs de l’étude :mise en évidence des situations générant des contaminations atmosphériques,propositions d’aménagements des services de médecine nucléaire (ventilations,dépressions…) au vu des résultats obtenus.Etude multicentrique, regroupant des services de type diagnostic et / ou thérapie :Hôpital Pitié-SalpêtrièreInstitut Gustave RoussyCentre Chirurgical Marie LannelongueHôpital BicêtreHôpital Louis MourierSixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 2

Matériel utiliséPréleveurs et filtres (prêt du Service d’Intervention et d’Assistance enRadioprotection)préleveur 1 : Débit d’aspiration de 3,5 m 3 .h -1préleveur 2 : Débit d’aspiration de 1,5 m 3 .h -1 (APA 81, MGP Instruments)‣préleveurs inadaptés pour des mesures en milieu médicalcartouche à charbon actiffiltre à base de cellulose pure de 5,08 cm (2 pouces, réf : C-135)Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 4

Matériel utiliséSpectrométrie gammaLaboratoire de Mesures Nucléaires (Le Vésinet),détecteur Germanium refroidi à l’azote liquide,diode disposée à l’intérieur d’une enceinte plombée pour éliminer lebruit de fond.RadioélémentsLimites dedétection (Bq)123I < 8,7.10 -2125I < 5,8.10 -2131I < 9,6.10 -299mTc < 7,7.10 -267Ga < 4,8.10 -1201Tl < 6,5.10 -1111In < 9.10 -218F < 1,5.10 -1Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 5

Matériel utiliséMatériel de mesures aérauliques (prêt du Bureau d’Analyse du Confinement)Anémomètre à hélice‣De 0,2 à 3 m.s -1 , incertitude de ± 0,06 m.s -1‣De 3,1 à 35 m.s -1 , incertitude de ± 0,2 m.s -1Micromanomètre‣De 0 à ± 1000 Pa, incertitude de ± 1 PaSixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 6

MéthodeTaux de renouvellement horaire R (h -1 )R=Q × 3600VQ : débit d’aspiration de l’extraction d’air (m 3 .s -1 ),V : volume de la pièce (m 3 ).Q = v ×sv : vitesse d’extraction d’air (m.s -1 ),s : section d’extraction d’air (m 2 ).Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 7

MéthodeLimite Pratique de Concentration dans l’Air (LPCA)valeur de référence définie pour chaque radioélément,contamination atmosphérique (Bq.m -3 ) conduisant à une dose efficaceengagée de 20 mSv pour 2000 heures de présence,tient compte de l’incorporation (contamination interne) et del’immersion (exposition externe),LPCA des radioéléments rencontrés :Radioéléments LPCA (Bq.m -3 )123I 4.10 4131I 4,2.10 299mTc 2,9.10 5Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 9

RésultatsTaux de renouvellement horaireLocalVolumepièce (m 3 )Débit extraction(m 3 .h -1 )Taux derenouvellement (h -1 )Incertitude(h -1 )Salle gamma-camera 1 77,4 236,6 3,1 (5) 0,3Salle gamma-caméra 99,2 517,1 5,2 (5) 0,4Labo chaud 44 326,3 7,4 (10) 1Salle gamma-camera 2 92,5 419,6 4,5 (5) 0,4Local déchets - - - -Local cuves - - - -Salle d'injection 20,8 126,2 6,1 (5) 0,3Salle d'effort 28,2 0 0 (5) -‣ volumes variables : de 77,4 à 99,2 m 3 pour les salles de caméra,‣ les taux de renouvellement ne sont pas en adéquation dans de nombreuxcas avec les limites réglementaires,‣ local cuves : ventilation naturelle.Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 10

Résultats (1)Services de diagnostic :LocalTyped’examenContaminationatmosphérique (Bq.m -3 )Doseefficace (µSv)Salle gamma-camera 1 ventilation pulmonaire 1410 ( 99m Tc) 17,5Salle gamma-cameraSalle gamma-cameraSalle gamma-camera 2Salle gamma-caméra 2scintigraphiethyroïdiennescintigraphiethyroïdiennescintigraphiecardiaqueinjection souscaméra (rein)1,1.10 -1 ( 123 I)6,6.10 -2 ( 131 I)56.10 -33,24,3.10 -2 ( 131 I) 213,4 ( 99m Tc) 0,46,4.10 -1 ( 99m Tc) 18.10 -3Salle gamma-caméra 1 ventilation pulmonaire 880 ( 99m Tc) 11Labo chaud - 254 ( 99m Tc) 7,3Local déchets - < LD -Local cuves - < LD -Salle d'injection -3,8.10 -1 ( 123 I)160 ( 99m Tc)Salle d'effort test d’effort < LD -4.10 -21‣ contaminations atmosphériques assez faibles,‣ un examen problématique : ventilation pulmonaire (aérosols),‣ dose efficace engagée : ~ 20 µSv par an par inhalation d’aérosols.Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 11

Résultats (2)Service de radiothérapie métabolique 1chambres :‣ Traitement à l’ 131 I, gélules de 3,7 GBq (100 mCi),700100contamination atmosphérique (Bq.m-3)600500400300200100580630580y = 3567,4e -0,0861xR 2 = 0,9982T = 8,05 h11071contamination atmosphérique (Bq.m-3)80604020648272y = 165,04e -0,041xR 2 = 0,9535263000 10 20 30 40 50temps (h)00 10 20 30 40 50temps (h)‣ Valeurs très « patient-dépendant »,‣ Pic de contamination environ 20 heures après la prise du traitement,‣ Contamination atmosphérique atteignant 1,5 LPCA (630 Bq.m -3 ),‣ Pas de ventilation, fenêtres condamnées.Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 12

Résultats (3)Service de radiothérapie métabolique 1couloir :‣ mesures effectuées dans le couloir d’accès aux chambres,‣ 2 heures de prélèvement.‣ dose reçue par le personnel (hypothèses pénalisantes) :‣ pour une présence de 2000 heures,Contamination atmosphérique(Bq.m -3 )‣ en supposant une contamination continue et uniforme du couloir :2,4 mSv par an.LPCA1 ére mesure couloir 50,4 1,2.10 -12 nde mesure couloir 11,4 2,7.10 -2local des cuves :‣ local de grand volume‣ contamination de 0,82 Bq.m -3 (2.10 -3 LPCA)Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 13

Résultats (4)Service de radiothérapie métabolique 2chambres :‣ Traitement à l’ 131 I, gélules de 3,7 GBq (100 mCi),10016090140contamination atmosphérique (Bq.m-3)807060504030201031,749,438,2contamination atmosphérique (Bq.m-3)1201008060402092,250,624,800 5 10 15 20 25 30temps (h)00 5 10 15 20 25 30temps (h)• Valeur maximale à 92,2 Bq.m -3 (0,2 LPCA), lors de la prise de la gélule,• Valeur minimale à 24,8 Bq.m -3 (0,06 LPCA).Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 14

Résultats (5)Service de radiothérapie métabolique 2couloir :‣mesure effectuée dans le couloir d’accès aux chambres,‣1 prélèvement de 2 heures,‣contamination atmosphérique : 22,6 Bq.m -3 (5.10 -2 LPCA).‣Calcul de dose efficace engagée• nettoyage effectué par un seul agent hospitalier,• 9 heures de travail hebdomadaire, soit 400 heures par an,0,2 mSv par an.• Cette estimation ne tient pas compte de la remise en suspension de l’ 131 I qui sedépose par sédimentation.local des cuves :‣Volume restreint,‣Contamination de 1650 Bq.m -3 soit 3,9 LPCA.Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 15

Synthèse résultats thérapieComparaison des résultats de contamination atmosphérique‣ facteur 7 entre les valeurs dans les chambres‣ facteur 2 entre les valeurs au niveau des couloirs‣ facteur 2000 entre les valeurs des local cuvesComparaison des doses efficaces engagéesService 1 Service 2Chambres 630 Bq.m -392,2 Bq.m -3Cuves 0,82 Bq.m -3 1650 Bq.m -3Couloirs 50,4 Bq.m -322,6 Bq.m -3Service 1 Service 2Dose efficace engagée (400 heures) 0,5 mSv 0,2 mSv‣ facteur 2 entre les doses efficaces engagée prises dans le couloirSixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 16

DiscussionsLimites de l’étude :volumes des locaux variables : variabilité des résultats.une seule mesure par local : problème de répétabilité des résultats.variabilité de l’efficacité des filtres avec l’hygrométrie :Filtre papierCartouche charbon actifHygrométrie (%)Efficacité- 10 - 10090 18070 60 00040 500 000Positionnement du préleveurSixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 17

Discussions (1)Comparaisons avec la bibliographieEtude de J.C. Artus et P. Faurous (étude A):‣ On retrouve la variabilité des résultats liée au patient,‣ Valeurs supérieures dans l’étude IRSN (chambres ventilées pour l’étude A)Etude de N. Pigelet (étude B)Activité dans les chambres de traitement (Bq.m -3 )Mesure 1 Mesure 2 Mesure 3 Mesure 4 Mesure 5 Mesure 6 Mesure 7 Mesure 8Etude IRSN 630 82 616 92,2 49,4 - - -Etude A 33 115 45 220 50 25 28 33Chambre 1Chambre 2Chambre 3Chambre 4Activité dans les chambres de traitement (Bq.m -3 )Etude IRSNEtude B-3638,285-3724,870‣ Valeurs inférieures pour l’étude IRSN :• le service reprend son activité,• le préleveur n’était pas positionné au même endroitSixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 18

Impact sur le zonage (radiothérapie métabolique)Impact dosimétrique important dans les services de thérapieEvaluation de la dose en 1 heure (Service 2)Chambres :• Exposition externe (étude N.Pigelet) :‣148 µSv.h -1 à1 m‣ 25 µSv.h -1 à 2,5 m• Contamination interne :‣15 µSv.h -1 dans le cas le plus pénalisantCouloir :• Contamination interne :‣1,2 µSv.h -1Local cuves :• Contamination interne :‣40 µSv.h -1Les chambres et les locaux des cuves doivent être classés en zone contrôléespécialement réglementée jaune et les couloirs sont des zones surveillées.Contribution non-négligeable de la contamination atmosphérique à la dosehoraire.Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 19

ConclusionProblématique de la contamination atmosphérique à prendre en compte,Différences des taux de contamination entre les services de diagnostic etceux de radiothérapie métabolique ce qu’il serait souhaitable de prendreen compte dans la réglementation,Pour les services de type diagnostic :‣ Diminution du taux de renouvellement horaire,‣ Extraction mobile et équipements de protection individuels (masques,gants…) pour les examens les plus contaminants (ventilation pulmonaire).Pour les services de radiothérapie métabolique :‣ Ventilation avec dépression,‣ Taux de renouvellement horaire plus élevé par rapport au diagnostic,‣ Filtre THE et piège à iode,‣ Installation de ce type de service à l’écart des locaux ordinaires.Sixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 20

MERCI DE VOTRE ATTENTIONSixièmes journées PCR – Contamination atmosphérique des services de MN – Page 21