Aspects médico-légaux Une introduction Jean-Marc COSSET Institut Curie Comité 3 de la CIPR Jean-Marc COSSET Institut Curie Comité 3 de la CIPR

Aspects médico-légauxUne introduction

Jean-Marc COSSETJean-Marc COSSET

Institut Curie Institut Curie

Comité 3 de la CIPRComité 3 de la CIPR

Jean-Marc COSSETJean-Marc COSSET

Institut Curie Institut Curie

Comité 3 de la CIPRComité 3 de la CIPR

Enquêtes GéographiquesEnquêtes GéographiquesRapport de cause à effet ??

Enquêtes GéographiquesEnquêtes Géographiques

• Explosions atomiquesExplosions atomiques

6 août 1945 : Hiroschima6 août 1945 : Hiroschima9 août 1945 : Nagasaki9 août 1945 : Nagasaki

1947 : création de l’Atomic Bomb 1947 : création de l’Atomic Bomb Casualties Commission (ABCC)Casualties Commission (ABCC)

1990 : se transforme en «Radiation Effect 1990 : se transforme en «Radiation Effect Research Foundation» : RERF Research Foundation» : RERF (avec un budget de 20 millions de dollars (avec un budget de 20 millions de dollars et 400 personnes employées)et 400 personnes employées)

• Explosions atomiquesExplosions atomiques

Les Leucémies :Les Leucémies :

86.000 personnes surveillées de 1950 86.000 personnes surveillées de 1950 à 1985à 1985

156 leucémies attendues156 leucémies attendues 231 observées231 observées (excès absolu : 75 cas) (excès absolu : 75 cas)

• Les explosions atomiquesLes explosions atomiques

Les leucémiesLes leucémies ; la chronologie : ; la chronologie : excès observé dès 2 - 3 ansexcès observé dès 2 - 3 ans picpic à 8 - 10 ans à 8 - 10 ans DiminutionDiminution du risque ensuite du risque ensuite


Les tumeurs solides (1950-1985)Les tumeurs solides (1950-1985) - - 3 groupes3 groupes Augmentation certaine du risque : oesophage, Augmentation certaine du risque : oesophage,

estomac, colon, poumon, sein, myélomeestomac, colon, poumon, sein, myélome Augmentation probable : vessie, utérus, Augmentation probable : vessie, utérus,

ovaires, SNCovaires, SNC pas d’augmentation détectée : rectum, foie, pas d’augmentation détectée : rectum, foie,

prostate, lymphomes (sauf myélome)prostate, lymphomes (sauf myélome)


• Tumeurs solides : Dans la série Tumeurs solides : Dans la série 1950-19851950-1985

6581 cas attendus6581 cas attendus 6887 observés6887 observés (excès absolu : 306 cas) (excès absolu : 306 cas)


Tumeurs solides : chronologie :Tumeurs solides : chronologie : Temps de latence Temps de latence plus importantplus important que que

pour les leucémiespour les leucémies Décroissance du risque à très long terme Décroissance du risque à très long terme

pour les sujets irradiés pour les sujets irradiés jeunesjeunes PasPas de décroissance pour les autres... de décroissance pour les autres...

Extrapoler aux Faibles Doses ?Extrapoler aux Faibles Doses ?

Tumeurs solides;excès de risque relatif par Sievert (ERR/Sv);0,19 (IC 95 % ; 0,03-0,37)

Exportation des RésultatsExportation des Résultats

• Vers une autre population ? A partir des Vers une autre population ? A partir des données de :données de :– Hiroshima - NagasakiHiroshima - Nagasaki– Vers expositions professionnelles ??Vers expositions professionnelles ??

• Vers les (très) faibles doses ?Vers les (très) faibles doses ?– modéliser la relation dose - effetmodéliser la relation dose - effet

• Dans l’avenir ?Dans l’avenir ?– modéliser la distribution temporellemodéliser la distribution temporelle

Relation Dose - Effet

• Une équation mathématique Une équation mathématique

– ajustée aux observationsajustée aux observations

• IntérêtsIntérêts– décrire les observationsdécrire les observations– compatibilité avec une hypothèsecompatibilité avec une hypothèse– interpoler entre 2 observationsinterpoler entre 2 observations– extrapoler en dehors des observationsextrapoler en dehors des observations

• Mais l’INCERTITUDE croît …Mais l’INCERTITUDE croît …– lorsqu’on s’éloigne des observationslorsqu’on s’éloigne des observations

Relation Dose - EffetRelation Dose - Effet

Linéaire

sans s

euil

Linéaire

sans s

euil

Linéaire

avec seuil

Linéaire

avec seuil

RisqueRisque

DoseDose

SeuilSeuil

Relation Dose - EffetRelation Dose - Effet

Linéaire - quadratique sans seuil

Linéaire - quadratique sans seuil

RisqueRisque

DoseDose

SeuilSeuilLQ

avec seuilLQ

avec seuil

Relation Dose – EffetRelation Dose – EffetLeucémies, Hiroshima - NagasakiLeucémies, Hiroshima - Nagasaki

Relation Dose – EffetRelation Dose – EffetLeucémies, Hiroshima - NagasakiLeucémies, Hiroshima - Nagasaki

Relation Dose – EffetRelation Dose – Effet Tumeurs Solides, Hiroshima - NagasakiTumeurs Solides, Hiroshima - Nagasaki

Relation Dose – EffetRelation Dose – Effet Tumeurs Solides, Hiroshima - NagasakiTumeurs Solides, Hiroshima - Nagasaki

• Pour les leucémies ;Pour les leucémies ;

• Modélisation plutôt linéaire Modélisation plutôt linéaire quadratiquequadratique

• Pour les tumeurs solides ;Pour les tumeurs solides ;

• Le modèle linéaire sans seuil Le modèle linéaire sans seuil

La relation linéaire sans seuil ; La relation linéaire sans seuil ; RLSSRLSS

• Au centre d’une controverse majeure !Au centre d’une controverse majeure !• Entre Entre • Les « pros » ; CIPR ( CIPR 60 de 1990, Les « pros » ; CIPR ( CIPR 60 de 1990,

rapport provisoire 2004), l’UNSCEAR, les rapport provisoire 2004), l’UNSCEAR, les rapports BEIR ( dernier de Juillet 2005)rapports BEIR ( dernier de Juillet 2005)

• Les « contres » ; surtout Académies de Les « contres » ; surtout Académies de Médecine et des Sciences Françaises Médecine et des Sciences Françaises ( rapport 2005) , mais aussi de plus en ( rapport 2005) , mais aussi de plus en plus de radiobiologistes …plus de radiobiologistes …

La relation linéaire sans seuilLa relation linéaire sans seuil

• POUR :POUR :• Les données (initiales) d’Hiroshima-Nagasaki Les données (initiales) d’Hiroshima-Nagasaki

pour les tumeurs solides pour les tumeurs solides • Le raisonnement radiobiologique selon lequel le Le raisonnement radiobiologique selon lequel le

passage d’un seul électron dans le noyau peut passage d’un seul électron dans le noyau peut causer une cassure double brin ; donc toute causer une cassure double brin ; donc toute dose, aussi faible soit-elle, peut entraîner une dose, aussi faible soit-elle, peut entraîner une mutation, et donc un cancer radio-induit ; pas de mutation, et donc un cancer radio-induit ; pas de seuil !seuil !

• La RLSS considére donc que l’effet La RLSS considére donc que l’effet génotoxique est proportionnel à la dose génotoxique est proportionnel à la dose quelle que soit la dose et quel que soit le quelle que soit la dose et quel que soit le débit de dose.débit de dose.


• POUR ( Suite);POUR ( Suite);

• La simplicité …La simplicité …

• La précaution ; les défenseurs du système La précaution ; les défenseurs du système sont conscients qu’ils surestiment sont conscients qu’ils surestiment probablement le risque, mais préfèrent probablement le risque, mais préfèrent surestimer le risque des faibles doses que surestimer le risque des faibles doses que de prendre le risque de le sous-estimer …de prendre le risque de le sous-estimer …


• Contre ; Contre ;

• Les nouvelles hypothèses de la Les nouvelles hypothèses de la radiocarcinogénèse ;radiocarcinogénèse ;

• Les capacités de réparation !Les capacités de réparation !

• Activation oncogène ; exceptionnel (RET Activation oncogène ; exceptionnel (RET Tchernobyl)Tchernobyl)

• Perte d’anti-oncogènes – Instabilité Perte d’anti-oncogènes – Instabilité génomique …génomique …


• Contre ;Contre ;• Les données épidémiologiques ;Les données épidémiologiques ;• On n’a jamais mis en évidence chez l’homme On n’a jamais mis en évidence chez l’homme

d’excès de cancers pour des doses inférieures à d’excès de cancers pour des doses inférieures à 100 mSv100 mSv

• Nouvelles données sur Hiroshima-Nagasaki ; Nouvelles données sur Hiroshima-Nagasaki ; pour les tumeurs solides, la relation dose-effet pour les tumeurs solides, la relation dose-effet parait maintenant parait maintenant linéaire quadratiquelinéaire quadratique ( révision dosimétrie 2002 et Preston 2004)( révision dosimétrie 2002 et Preston 2004)


• Contre ( suite ):Contre ( suite ):• « La RLSS considére donc que l’effet « La RLSS considére donc que l’effet

génotoxique est proportionnel à la dose génotoxique est proportionnel à la dose quelle que soit la dose et quel que soit le quelle que soit la dose et quel que soit le débit de dose. »débit de dose. »

• Ceci suggérerait que l’efficacité des Ceci suggérerait que l’efficacité des systèmes de défense/réparation systèmes de défense/réparation ne varie ne varie pas avec la dose et le débit …pas avec la dose et le débit …

• Or, on sait maintenant que cela est faux !Or, on sait maintenant que cela est faux !


• Contre ( suite ) ;Contre ( suite ) ;• Par exemple, pour les très faibles doses , Par exemple, pour les très faibles doses ,

le système de réparation n’est pas le système de réparation n’est pas activéactivé ( Rothkamm 2003, Collis 2004 ) ( Rothkamm 2003, Collis 2004 )

• Ceci est probablement à la base de Ceci est probablement à la base de l’hypersensibilité à très faible dose décrite l’hypersensibilité à très faible dose décrite depuis les années 90 par Joiner .depuis les années 90 par Joiner .

• A fortes doses, ces mêmes systèmes A fortes doses, ces mêmes systèmes s’épuisent …s’épuisent …


• Contre (Suite) ;Contre (Suite) ;

• Le rôle du Le rôle du microenvironnementmicroenvironnement est de est de mieux en mieux connu, et mieux en mieux connu, et ce rôle parait ce rôle parait dépendre de la dose …dépendre de la dose …


• Contre ( suite ) ;Contre ( suite ) ;• La surestimation des effets carcinogènes n’est pas La surestimation des effets carcinogènes n’est pas

innocente ;innocente ;• Calculs théoriques du nombre de morts ( virtuels ) après Calculs théoriques du nombre de morts ( virtuels ) après

Tchernobyl atteignant 6 millions !!Tchernobyl atteignant 6 millions !!• Article du Lancet par Berrington en 2004 calculant par la Article du Lancet par Berrington en 2004 calculant par la

RLSS un nombre de morts impressionnant liés aux RLSS un nombre de morts impressionnant liés aux examens radiologiquesexamens radiologiques

• Nombre de décès liés à l’irradiation naturelle en France Nombre de décès liés à l’irradiation naturelle en France estimé entre 5000 et 7000 ….estimé entre 5000 et 7000 ….

• Encourage la radiophobie et la judiciarisation, et risque de Encourage la radiophobie et la judiciarisation, et risque de pousser à l’abandon des utilisations bénéfiques des pousser à l’abandon des utilisations bénéfiques des radiations ionisantes .radiations ionisantes .

Aspects médico-légauxAspects médico-légaux

JM COSSETJM COSSET

Institut Curie, Paris, FranceInstitut Curie, Paris, France

CIPR : un historiqueCIPR : un historique

• Les effets potentiellement nocifs des Les effets potentiellement nocifs des rayonnements ionisants ont été mis en rayonnements ionisants ont été mis en évidence dès les premières années du évidence dès les premières années du XXème siècleXXème siècle

• Communication d’Henri Becquerel et de Pierre Communication d’Henri Becquerel et de Pierre Curie à l’Académie des Sciences : 33 Juin 1901 Curie à l’Académie des Sciences : 33 Juin 1901 ( T CXXXII, p.1289)( T CXXXII, p.1289)

• Ils rapportent les lésions cutanées Ils rapportent les lésions cutanées ( involontaires ) observées chez des collègues ( involontaires ) observées chez des collègues allemands, chez Marie Curie et chez allemands, chez Marie Curie et chez H.Becquerel , ainsi que la lésion de l’avant-bras H.Becquerel , ainsi que la lésion de l’avant-bras observée chez Pierre Curie après une irradiation observée chez Pierre Curie après une irradiation volontairevolontaire (!)... (!)...

Slide

• En 1904 , Antoine Béclère publie dans « Le En 1904 , Antoine Béclère publie dans « Le Radium » ( 1, p.133-140 ) , un article intitulé :Radium » ( 1, p.133-140 ) , un article intitulé :

• « Les moyens de protection du médecin et des « Les moyens de protection du médecin et des malades contre l’action nocive des nouvelles malades contre l’action nocive des nouvelles radiations : rayons de Roentgen et rayons du radiations : rayons de Roentgen et rayons du radium »radium »

• Il débute son article par ; « Les rayons de Il débute son article par ; « Les rayons de Roentgen sont comme la lance d’Achille ; ils Roentgen sont comme la lance d’Achille ; ils blessent et ils guérissent ... »blessent et ils guérissent ... »

• Dès 1913, plusieurs Comités nationaux de Dès 1913, plusieurs Comités nationaux de Radioprotection commencent à apparaîtreRadioprotection commencent à apparaître

• 1928 ; second Congrès international de 1928 ; second Congrès international de Radiologie ; création de l’ « International Radiologie ; création de l’ « International X-ray and Radium Protection Committee »X-ray and Radium Protection Committee »

• 1950 ; ce Comité est restructuré et reçoit 1950 ; ce Comité est restructuré et reçoit alors le nom qu’il porte encore aujourd’huialors le nom qu’il porte encore aujourd’hui

• « International Commission on « International Commission on Radiological Protection » ( ICRP) Radiological Protection » ( ICRP)

• En Français; Commission Internationale En Français; Commission Internationale de Protection Radiologique ( CIPR)de Protection Radiologique ( CIPR)

La CIPRLa CIPR

• Commission indépendante, enregistrée au Commission indépendante, enregistrée au Royaume-Uni Royaume-Uni

• Financée par « les contributions Financée par « les contributions volontaires d’organismes nationaux et volontaires d’organismes nationaux et internationaux impliqués en internationaux impliqués en radioprotection »radioprotection »

Composition de la CIPRComposition de la CIPR

• Une Une Commission PrincipaleCommission Principale de 6 à 12 membres + de 6 à 12 membres + un Présidentun Président

• Et quatre Comités :Et quatre Comités :• Comité 1 ;« Effets des Radiations »( Radiobiologie )Comité 1 ;« Effets des Radiations »( Radiobiologie )• Comité 2 ;« Limites de dose »Comité 2 ;« Limites de dose »• Comité 3 ;« Radioprotection en Médecine »Comité 3 ;« Radioprotection en Médecine »• Comité 4 ;« Applications des Recommandations de Comité 4 ;« Applications des Recommandations de

la Commission »la Commission »• Tout récemment ; un Comité 5 ;« Radioprotection de Tout récemment ; un Comité 5 ;« Radioprotection de

l’environnement »l’environnement »

CIPR ; le fonctionnementCIPR ; le fonctionnement

• Une réunion annuelle de chaque comité Une réunion annuelle de chaque comité ( au minimum)( au minimum)

• Une réunion plénière Commission Une réunion plénière Commission Principale + les Comités, au minimum une Principale + les Comités, au minimum une fois tous les deux ans fois tous les deux ans

• Multiples réunions de sous-comités, « task Multiples réunions de sous-comités, « task groups » etc...groups » etc...

Le Comité 3 de la CIPRLe Comité 3 de la CIPR

• « Radioprotection en Médecine »« Radioprotection en Médecine »

• Totalement restructuré en 1997 sous Totalement restructuré en 1997 sous l’impulsion de son nouveau « Chairman » l’impulsion de son nouveau « Chairman » Fred MettlerFred Mettler

• Introduction de Médecins ( Radiologues , Introduction de Médecins ( Radiologues , Radiothérapeutes, Médecins Radiothérapeutes, Médecins nucléaires...), jusque là quasi absents de nucléaires...), jusque là quasi absents de ce Comité (sic ).ce Comité (sic ).

Composition du Comité 3 Composition du Comité 3 à la Réunion plénière de Pékin, à la Réunion plénière de Pékin,

Octobre 2004Octobre 2004• F A Mettler (Chairman) F A Mettler (Chairman)

USAUSA

• JM Cosset ( Francia)JM Cosset ( Francia)• C Cousins (UK)C Cousins (UK)• I A Gusev (Rusia)I A Gusev (Rusia)• M Hiraoka (Japón)M Hiraoka (Japón)• J Liniecki ( Polonia)J Liniecki ( Polonia)• S Mattsson (Suecia)S Mattsson (Suecia)• P Ortiz-Lopez (AIEA)P Ortiz-Lopez (AIEA)

• L K Harding (secretary) L K Harding (secretary) UKUK

• LV Pinillos-Ashton LV Pinillos-Ashton (Perú)(Perú)

• MM Rehani (India)MM Rehani (India)• H Ringertz (Noruega)H Ringertz (Noruega)• M Rosenstein (USA)M Rosenstein (USA)• C Sharp (UK)C Sharp (UK)• E Vano (España)E Vano (España)• W Yin (China)W Yin (China)

Changement de politique de Changement de politique de publicationspublications

• Jusque 1997 ; longues Recommandations, Jusque 1997 ; longues Recommandations, portant sur des thématiques généralesportant sur des thématiques générales

• Dernier exemple : La « CIPR 73 » sur la Dernier exemple : La « CIPR 73 » sur la Radioprotection des patients , qui a été à la Radioprotection des patients , qui a été à la base de la Directive Européenne 97/43 et base de la Directive Européenne 97/43 et des diverses transpositions en Droit des diverses transpositions en Droit Français ...Français ...

Les nouvelles publications :Les nouvelles publications :

• Plus brèves ( 30-50 pages )Plus brèves ( 30-50 pages )

• Plus spécifiquesPlus spécifiques

• Se focalisant sur les problèmes pratiques Se focalisant sur les problèmes pratiques se posant en Médecinese posant en Médecine

• Et tentant d’y apporter des réponses Et tentant d’y apporter des réponses précisesprécises

Les publications du Comité 3 Les publications du Comité 3 depuis 1997depuis 1997

• Publication 84 ; « Pregnancy and Medical Publication 84 ; « Pregnancy and Medical Radiation »Radiation »

• Publication 85 ; « Avoidance of Radiation Publication 85 ; « Avoidance of Radiation injuries from Medical Interventional injuries from Medical Interventional procedures »procedures »

• Publication 86 ; « Prevention of accidental Publication 86 ; « Prevention of accidental exposures to patients undergoing exposures to patients undergoing Radiation therapy »Radiation therapy »

• Publication 87 ; « Managing patient dose Publication 87 ; « Managing patient dose in computed tomography »in computed tomography »

• Publication 93 ; « Managing patient dose Publication 93 ; « Managing patient dose in digital Radiology »in digital Radiology »

• Publication 94 ; « Release of patients after Publication 94 ; « Release of patients after therapy with unsealed Radionuclides »therapy with unsealed Radionuclides »

• Juste publiées :Juste publiées :• Radioprotection en Curiethérapie à haut Radioprotection en Curiethérapie à haut

débit de dose (CIPR 97)débit de dose (CIPR 97)• Problèmes de Radioprotection en Problèmes de Radioprotection en

curiethérapie de prostate par implants curiethérapie de prostate par implants radioactifs permanents ( CIPR 98)radioactifs permanents ( CIPR 98)

• + 7 autres recommandations en + 7 autres recommandations en préparation !!...préparation !!...

• Parmi elles ; « Radiation protection issues Parmi elles ; « Radiation protection issues of modern radiotherapy techniques »of modern radiotherapy techniques »

Déjà traduites et publiées par l’IRSNDéjà traduites et publiées par l’IRSN : :

• La publication 84 ; Grossesse et irradiation La publication 84 ; Grossesse et irradiation médicalemédicale

• La publication 86 ; Prévention des La publication 86 ; Prévention des expositions accidentelles chez les patients expositions accidentelles chez les patients recevant une Radiothérapierecevant une Radiothérapie

• En cours de traduction : la Publication 85 ; En cours de traduction : la Publication 85 ; Radiologie interventionnelleRadiologie interventionnelle

Un peu à part ...Un peu à part ...

• La série des « Supporting guidance »La série des « Supporting guidance »• Brochures présentant des « lignes Brochures présentant des « lignes

directrices » plus générales que les « directrices » plus générales que les « recommandations » , qui se veulent plus recommandations » , qui se veulent plus spécifiques d’une problématique précisespécifiques d’une problématique précise

• « Just released » :« Just released » :• Supporting guidance 2:Supporting guidance 2:• « Radiation and your patient : A guide for « Radiation and your patient : A guide for

medical practitioners »medical practitioners »

Traduction française par l’IRSNTraduction française par l’IRSN

• « Vos patients et les rayons ; un guide « Vos patients et les rayons ; un guide pour les médecins praticiens »pour les médecins praticiens »

• Guide voulu extrêmement pratiqueGuide voulu extrêmement pratique

• Présenté sous forme de « questions-Présenté sous forme de « questions-réponse » réponse »

• Tentant de répondre le plus clairement Tentant de répondre le plus clairement possible aux questions les plus souvent possible aux questions les plus souvent posées ( y compris les plus délicates !)posées ( y compris les plus délicates !)

Le cadre conceptuel de la Le cadre conceptuel de la Protection RadiologiqueProtection Radiologique

• Trois grands principesTrois grands principes ; ;

• JustificationJustification

• OptimisationOptimisation

• Limites de doseLimites de dose

JustificationJustification

• ICRP ; « In principle, the decision to adopt or ICRP ; « In principle, the decision to adopt or continue any human activity involves a review of continue any human activity involves a review of the benefits and disadvantages of the possible the benefits and disadvantages of the possible options »…options »…

• « The Commission… requires only that the net « The Commission… requires only that the net benefit be positive … »benefit be positive … »

• Important +++Important +++ ; the justification of a given ; the justification of a given procedure may evolve with time ! procedure may evolve with time !

• i.e: a procedure justified in the eighties may i.e: a procedure justified in the eighties may become obsolete in the 2000’s ….become obsolete in the 2000’s ….


• In MedicineIn Medicine, the problem is slightly different ( ICRP 73 , the problem is slightly different ( ICRP 73 and European Directive 97/43 , June 30, 1997 )and European Directive 97/43 , June 30, 1997 )

• Three levels of justification of a practice in medicine :Three levels of justification of a practice in medicine :

• Step 1 ; « the use of radiation in medicine is accepted as Step 1 ; « the use of radiation in medicine is accepted as doing more good than harm. Its justification is now taken doing more good than harm. Its justification is now taken for granted »for granted »

• Step 2 ; the « Step 2 ; the « generic justificationgeneric justification » of a given radiological » of a given radiological procedure ( useful for a majority of exposed individuals)procedure ( useful for a majority of exposed individuals)

• Step 3 ; « The application of the procedure to a given Step 3 ; « The application of the procedure to a given individual ( individual ( individual justificationindividual justification) should be justified » ) should be justified »


• European Directive 97/43 :European Directive 97/43 :• « Medical exposure …. shall show a « Medical exposure …. shall show a

sufficient net benefit, weighing the total sufficient net benefit, weighing the total potential diagnostic or therapeutic benefits it potential diagnostic or therapeutic benefits it produces …against the individual detriment produces …against the individual detriment that the exposure might cause, that the exposure might cause,

• taking into account the efficacy, benefits and taking into account the efficacy, benefits and risks of risks of available alternative techniquesavailable alternative techniques having the same objective but involving no having the same objective but involving no or less exposure to ionizing radiation »or less exposure to ionizing radiation »

OptimizationOptimization

• Generally speaking ;Generally speaking ;

• Optimize the exposure in order to get the Optimize the exposure in order to get the same benefit while delivering a dose « as same benefit while delivering a dose « as low as reasonably achievable » to the low as reasonably achievable » to the individuals involved ( and taking into individuals involved ( and taking into account the dose limits ! ; see infra)account the dose limits ! ; see infra)


• In MedicineIn Medicine ( European Directive 97/43): ( European Directive 97/43):

• « For « For radiological purposesradiological purposes… ( all doses ) … ( all doses ) shall be kept as low as reasonably shall be kept as low as reasonably achievable consistent with obtaining the achievable consistent with obtaining the required diagnostic information, taking into required diagnostic information, taking into account economic and social factors »account economic and social factors »


• « For For radiotherapeutic purposesradiotherapeutic purposes, , exposures of target volumes shall be exposures of target volumes shall be individually planned ; taking into account individually planned ; taking into account that doses of non-target volumes and that doses of non-target volumes and tissues shall be as low as reasonably tissues shall be as low as reasonably achievable and consistent with the achievable and consistent with the intended radiotherapeutic purpose of the intended radiotherapeutic purpose of the exposure.exposure. »

Dose limitsDose limits

• For the PublicFor the Public

• For ProfessionalsFor Professionals

• In MedicineIn Medicine


• For the PublicFor the Public ; ;• ICRP 60 ( 1990 ) ; dose limit per ICRP 60 ( 1990 ) ; dose limit per

year ; year ; 1mSv1mSv• Same limit chosen in the European Same limit chosen in the European

Directive 96/29 Euratom (13 mai Directive 96/29 Euratom (13 mai 1996)1996)

• And in the French Decree N° 2001-And in the French Decree N° 2001-215 ( 8 Mars 2001)215 ( 8 Mars 2001)


• For For professional exposureprofessional exposure ; ;

• ICRP 60 ( 1990 ) ; 20 mSv per year, mean over ICRP 60 ( 1990 ) ; 20 mSv per year, mean over 5 years ( No more than 100 mSv in 5 years)5 years ( No more than 100 mSv in 5 years)

• European Directive 96/29 Euratom (13 mai European Directive 96/29 Euratom (13 mai 1996) ; Dose limit set at 100 mSv over 5 years, 1996) ; Dose limit set at 100 mSv over 5 years, and no more than 50 mSv in one yearand no more than 50 mSv in one year

• French Decree N° 2003-296 ( 31 Mars 2003) : French Decree N° 2003-296 ( 31 Mars 2003) : still more demanding ; no more than 20 mSv per still more demanding ; no more than 20 mSv per year .year .


• Professional exposure ;Professional exposure ;

• In case of In case of pregnancypregnancy::

• No more than 1 mSv per yearNo more than 1 mSv per year

• ( French decree 2003-296 )( French decree 2003-296 )


• For various parts of the body :For various parts of the body :

• ( European Directive 96/29 and French ( European Directive 96/29 and French Decree 2003-296 )Decree 2003-296 )

• Lens ; mo more than 150 mSv per yearLens ; mo more than 150 mSv per year

• Skin ; no more than 500 mSv per year Skin ; no more than 500 mSv per year

• Hands, forearms,feet, ankles ; no more Hands, forearms,feet, ankles ; no more than 500 mSv per yearthan 500 mSv per year


• In Medicine ;In Medicine ;

• NO dose limit !NO dose limit !

• However ; However ;

• Remember +++ that :Remember +++ that :

• The exposure must be The exposure must be justifiedjustified

• The exposure must be The exposure must be optimizedoptimized … …

For Radiotherapy ;For Radiotherapy ;

• Justification : not really a problem …Justification : not really a problem …• But ; Optimization ; problems : But ; Optimization ; problems : • New procedures , such as IMRT, « optimize » New procedures , such as IMRT, « optimize »

the dose distribution in the target volumes …the dose distribution in the target volumes …• But in some ( most ?) instances , increases the But in some ( most ?) instances , increases the

« integral » whole body dose ,thus altering the « integral » whole body dose ,thus altering the global « optimization »!global « optimization »!

• What about possible trials in the future in case of What about possible trials in the future in case of secondary distant cancers ?? « Did you optimize secondary distant cancers ?? « Did you optimize enough ?? »enough ?? »

ICRP Committee 3 Task Group:ICRP Committee 3 Task Group:Radiation protection issues of modern Radiation protection issues of modern

radiotherapy techniquesradiotherapy techniques

• IMRT ( and other new techniques ? ) could IMRT ( and other new techniques ? ) could doubledouble the risk of secondary radio- the risk of secondary radio-induced cancers ( Followill 1997, Verellen induced cancers ( Followill 1997, Verellen 1999, Hall 2003, Kry 2005, Hall 2006) ?1999, Hall 2003, Kry 2005, Hall 2006) ?

• Models to be discussed ( ICRP 60)…Models to be discussed ( ICRP 60)…

• The main ( the only ?) problem ; The main ( the only ?) problem ; childrenchildren!!

• Work in progress .Work in progress .

Irradiated volume outside the beam

Low doses Medium doses High doses Target



conventional



Conformal

conventional



IMRT

Conformal

conventional



IMRT

Conformal

conventionalprotons



IMRT

Conformal

conventionalprotons

High doses ; protons>IMRT>Conformal>Conventional



IMRT

Conformal

conventionalprotons

Medium-low doses;Protons>conventional>conformal>IMRT

Also to be discussed …Also to be discussed …

• Some studies, directly measuring the Some studies, directly measuring the scattered dose at distance, do not support scattered dose at distance, do not support the higher scattered dose after IMRT ;the higher scattered dose after IMRT ; in a in a prospective cohort of 120 women, Woo et prospective cohort of 120 women, Woo et al ( IJRO 2006) measured radiation dose al ( IJRO 2006) measured radiation dose from four sites on the body at the time of from four sites on the body at the time of adjuvant breast radiotherapy. adjuvant breast radiotherapy.

• For a standard 50 Gy breast radiotherapy, For a standard 50 Gy breast radiotherapy, the minimal dose received by abdominal the minimal dose received by abdominal organs is on average 0.45 Gy, ranging organs is on average 0.45 Gy, ranging from 0.06 to 1.55 Gy… from 0.06 to 1.55 Gy…

• The use of The use of physical wedgesphysical wedges as a as a compensation technique was the most compensation technique was the most significant factor associated with increased significant factor associated with increased scattered dose (p < 0.001), resulting in scattered dose (p < 0.001), resulting in approximately three times more exposure approximately three times more exposure compared with breast intensity-modulated compared with breast intensity-modulated radiation therapy (IMRT) and dynamic radiation therapy (IMRT) and dynamic wedge.wedge.



IMRT

Conformal

conventionalprotons

Conventional with wedges ?

From the radiobiological point of viewFrom the radiobiological point of view

• Things can be anticipated to be Things can be anticipated to be more complex …more complex …

The competition models

Shape ot the dose-response relationship ( Thanks to André Wambersie)

Eric Hall, 2006

Eric Hall, 2006Where is the right curve ??


This one ?


Or this one ?


Or this one ?

Eric Hall, 2006

For low doses ; general (?) agreementto accept the LNT model … ( ICRP 99)

Eric Hall, 2006

? for radiotherapy

Eric Hall, 2006

Linear-no-threshold model( BEIR VII, Hall 2003, Kry 2005)

Linear-no-threshold model( BEIR VII, Hall 2003, Kry 2005)

Linear-no-threshold models( BEIR VII, Hall 2003, Kry 2005)

Competition models(Schneider 2005)


Competition models(Schneider 2005)


Competition models with correction for repopulation ( Sachs and Brenner 2005)

or repair (Dasu 2005)

Competition models( Schneider 2005)


Competition models with correction for repopulation ( Sachs and Brenner 2005)

or repair (Dasu 2005)

Competition models( Schneider 2005)

Risk models and radiobiological Risk models and radiobiological aspectsaspects

• Available data :Available data :• The BEIR VII model, based on ICRP 60, and used both The BEIR VII model, based on ICRP 60, and used both

by Hall ( 2003) and the Houston group (2005). by Hall ( 2003) and the Houston group (2005). • The “organ-equivalent dose” model from Schneider The “organ-equivalent dose” model from Schneider

( Zurich )( Zurich )• The recent 2005 paper of Dasu ( Acta Oncologica 2005 ) The recent 2005 paper of Dasu ( Acta Oncologica 2005 )

, presenting a type of “competition” model., presenting a type of “competition” model.• The data from Villejuif (Rubino 2003, Le Pogam The data from Villejuif (Rubino 2003, Le Pogam in pressin press) )

based on their clinical breast cancer series.based on their clinical breast cancer series.• The recent paper from Sachs and Brenner, incorporating The recent paper from Sachs and Brenner, incorporating

repopulation in their model ( PNAS 2005)repopulation in their model ( PNAS 2005)


• The results of such an analysis are rather The results of such an analysis are rather confusing… confusing…

• Brenner adequately mentions in his last Brenner adequately mentions in his last 2006 paper “2006 paper “The large discrepancies The large discrepancies between the current standard model(s)… between the current standard model(s)… and recent second cancer data”and recent second cancer data”……


• This confusion culminated recently in an This confusion culminated recently in an exchange of letters in the Red Journal exchange of letters in the Red Journal (2006), with the groups using the BEIR VII (2006), with the groups using the BEIR VII model finding a model finding a doubling of the second doubling of the second cancer riskcancer risk with IMRT, with IMRT,

• While the Schneider’s model While the Schneider’s model does not does not find any increase usingfind any increase using the so-called the so-called Organ-Equivalent-Dose competition Organ-Equivalent-Dose competition model.model.


• A number of pending questions :A number of pending questions :• Should we include Should we include age age ??• Should we include Should we include « cell killing »« cell killing » at high doses ? at high doses ?• Should we include Should we include fractionationfractionation ? ( repair ?) ? ( repair ?)• Should we include Should we include genetic susceptibilitygenetic susceptibility ? ?• Should we include Should we include repopulationrepopulation ? ?• The answer is probably « Yes » for each,The answer is probably « Yes » for each,• But how ??But how ??

• If we add the If we add the large uncertaintieslarge uncertainties linked to those linked to those modelsmodels

• (We must for example keep in mind that the 90 (We must for example keep in mind that the 90 % confidence interval of the widely quoted “5 % -% confidence interval of the widely quoted “5 % -lifetime- increase per Sievert” is lifetime- increase per Sievert” is 2 to 11 %2 to 11 % …), …),

• it seemed that models can (and probably must ) it seemed that models can (and probably must ) be used be used to give us some clues and generate to give us some clues and generate discussions and hypothesesdiscussions and hypotheses, ,

• but that it would be probably unreasonable to but that it would be probably unreasonable to expect from any model a expect from any model a reliable and precise reliable and precise estimate of the risk of second cancerestimate of the risk of second cancer for the for the given irradiation of a given patient (or maybe given irradiation of a given patient (or maybe with huge confidence intervals ??).with huge confidence intervals ??).

Synthesis and recommendationsSynthesis and recommendations

• In this part, the second cancer risk in low-dose In this part, the second cancer risk in low-dose areas, which was our initial concern, has to be areas, which was our initial concern, has to be put in perspective and balanced with a number put in perspective and balanced with a number of positive aspects;of positive aspects;

• the the now recognized increased anti-cancer now recognized increased anti-cancer efficacy of some new techniquesefficacy of some new techniques

• the possible the possible decrease in the second cancer decrease in the second cancer risk in the (reduced) high dose regionsrisk in the (reduced) high dose regions

• the decrease in toxicity attached to those the decrease in toxicity attached to those new techniquesnew techniques

Synthesis and recommendationsSynthesis and recommendations

• One of the main recommendations should One of the main recommendations should probably be directed to the management of probably be directed to the management of children patientschildren patients, for whom the second cancer , for whom the second cancer risk could still be underestimated by the current risk could still be underestimated by the current models ( because susceptibility is not taken models ( because susceptibility is not taken enough into account ?), enough into account ?),

• While this type discussion for elderly patients While this type discussion for elderly patients could be irrelevant, since they are less prone to could be irrelevant, since they are less prone to develop a radio-induced cancer and since a develop a radio-induced cancer and since a large percentage of them will not live long large percentage of them will not live long enough to observe its emergence ….enough to observe its emergence ….

To summarize:To summarize:

• We have to find out what could be the right We have to find out what could be the right position between ;position between ;

• An unreasonably reassuring statement ; An unreasonably reassuring statement ; « Let’s go, there’s no risk at all … »« Let’s go, there’s no risk at all … »

• An unreasonably scaring position ; An unreasonably scaring position ; « Those « Those techniques are awfully carcinogenic ! »techniques are awfully carcinogenic ! »

Thank you !Thank you !

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Aspects médico-légaux Une introduction Jean-Marc COSSET Institut Curie Comité 3 de la CIPR Jean-Marc COSSET Institut Curie Comité 3 de la CIPR