Résumés des colloques de radiophysique

8 janvier 2016

L’auto décontamination des personnes valides en cas d’accident radiologique

Capitaine Jean-Gabriel Clouet Chef du Détachement Poste Médical Avancé, Service de protection et sauvetage Lausanne

Le Service de Protection et Sauvetage de Lausanne (SPSL) et le Service de la Santé Publique (SSP) du canton de Vaud disposent d'une équipe de spécialistes en décontamination de personnes au sein du Détachement Poste Médical Avancé (DPMA). Outre leur équipement de protection individuelle, ces spécialistes mettent en oeuvre des "Kits d'auto-décontamination dirigée" afin de faciliter la prise en charge et d'accélérer le processus de décontamination des personnes valides. La présentation du groupe, du matériel utilisé et des procédures appliquées fera l'objet de l'exposé. Les axes de travail romands dans le domaine de la décontamination de personnes seront également abordés.

9 octobre 2015

Simulation moléculaires pour le développement de nouvelles thérapies du mélanome de stade IV

Prof. Olivier Michielin, MD-PhD Département d’Oncologie – CHUV, Institut Suisse de Bioinformatique, Institut Ludwig, Lausanne

En sus des approches théoriques et expérimentales, la simulation numérique est souvent considérée comme la troisième approche méthodologique majeure de la science moderne. L’intérêt des simulations est évident dans de nombreux domaines incluant la radiothérapie. Au niveau de la chimie et de la physique moléculaire, les simulations ont également engendré une véritable révolution. Les techniques ont été mises au point dès les années 1980 et n’ont cessé de progresser. A ce jour, ces méthodes représentent un élément incontournable dans l’ingénierie des protéines et dans le drug design. Durant cet exposé, nous couvrirons brièvement les bases des techniques de simulation et illustrerons leurs applications au développement de nouvelles approches thérapeutiques dans le mélanome de stade IV.

24 avril 2015

Clinical applications of the MARS-CT system

Prof. Anthony Butler University of Otago, New Zealand

The MARS research group is developing a new medical imaging modality that provides molecular information about tissues. The modality is based on spectral x-ray measurements of biological tissues. The technique provides quantitative material information in 3 dimensions. The team has built a small animal scanner which incorporates spectral photon counting detectors; x-ray conversion material based on high-Z semiconductors; specialized image reconstruction routines, and in-house data visualization techniques. The technique is currently being applied to problems in pre-clinical medicine such as atherosclerosis, cartilage disease, and metallic implants. The team has recently achieved 6 years of funding to build a human MARS scanner suitable for clinical trials.

20 février 2015

Système de radiologie interventionnelle : moyens modernes de minimisation de la dose aux rayons X

Dr Lionel Desponds, PhD GE Healthcare (BUC France) / Detection & Guidance Solutions / Image Quality and Dose Center of Excellence

Engineering.

Après un rappel des grandes lignes du design actuel des équipements de radiologie interventionnelle, quelques moyens modernes influençant l’usage de la dose aux rayons X seront présentés, incluant par exemple la cartographie de la dose

locale au patient.

30 janvier 2015

Hybrid pixel detectors for radioprotection and quality assurance measurements

Erik Fröjd CERN, Geneva, Switzerland, Mid Sweden University, Sundsvall, Sweden

Hybrid pixel detectors can increase performance in a wide range of radiation detection applications, ranging from X-ray imaging to personal dosimetry and verification in radioisotope production. First developed for particle tracking in high energy physics, these detectors can be operated in a wide range of fluences from single particle detection at levels below the natural background to over 108 photons/mm2/s. By processing each photon or charged particle individually the radiation field can be characterized in terms of energy spectrum, spatial distribution and time structure. Dosimetric properties like LET can also be extracted from the sensor data and used for more precise dose calculations in mixed fields. This seminar covers the detection principle in hybrid pixel detectors, an overview of the Medipix family of detectors and work done in collaboration between IRA and CERN on beam quality assurance and measurement of scattered radiation. Other applications and further developments of detectors using simulation software will also be discussed.

9 octobre 2014

Calibration of kerma-area product meters with a patient dose calibrator

Dr Toroi Paula, PhD, Senior scientist Radiation and Nuclear Safety Authority (STUK), Helsinki, Finland

Calibration of kerma-area product meters with a patient dose calibrator Kerma-area product (KAP) meters are used for monitoring patient exposure during x-ray imaging. These field meters are used attached to clinical x-ray system and their calibration should be performed in the same position. Internationally uncertainty < 7% (confidence level 95%) is recommended for KAP measurements. The use of a proper calibration method is important to achieve appropriate measurement accuracy and comparable results. In this study the use of novel large patient dose calibrator (PDC) meter as a reference KAP meter is studied. Comparison to the other calibration methods and to use of a conventional type of KAP meter as a reference instrument is made. The use of reference KAP meter was introduced by Toroi et al. as a tandem calibration method. The main drawback to the method is the uncertainty produced by pronounced energy dependence of the response of conventional type of KAP meters. PDC meter type has studied to have lower energy dependence and decreased uncertainty in tandem method is expected when using this type of KAP meter as a reference instrument.

19 septembre 2014

Exigences pour la préparation radiopharmaceutique: traitement de l’air et équipements de fabrication aseptique

Prof. Farshid Sadeghipour Chef de Service Direction de la pharmacie, CHUV, Lausanne

Les exigences légales pour les préparations radiopharmaceutiques deviennent de plus en plus sévères. Ceci implique non seulement de mieux connaitre les bases légales et les restrictions imposées par les normes, qui permettent d’assurer une qualité irréprochable pour les préparations administrées aux patients, mais également, force est de constater que les spécialistes doivent mieux connaitre les fondamentales de l’environnement dans lequel ces produits sont fabriqués. Une meilleure compréhension des principes du traitement de l’air et du fonctionnement des équipements de fabrication aseptique leur permettront de mieux maitriser les conditions strictes dans lesquelles les produits stériles sont préparés.

4 juin 2014

Heuristic decision making

Julian Marewski, PhD, Professeur assistant Département de comportement organisationnel, Université de Lausanne

Can less information be more helpful when it comes to making medical (and other) decisions? Contrary to the common intuition that more information is always better, the use of heuristics can help both physicians and patients to make sound decisions. Heuristics are simple decision strategies that ignore part of the available information, basing decisions on only a few relevant predictors. I will discuss: (i) how doctors and patients use heuristics; and (ii) when heuristics

outperform information-greedy methods, such as regressions in medical diagnosis. Furthermore, I will outline those features of heuristics that make them useful in health care settings. These features include their surprising accuracy, transparency, and wide accessibility, as well as the low costs and little time required to employ them.

4 avril 2014

OPTIMAM: Research to optimize breast imaging with X-rays

Prof. Kenneth C. Young Royal Surrey County Hospital and University of Surrey, Guildford, UK

Mammography remains the main imaging modality for the detection of breast cancer and is the basis for population breast screening programs. In recent years new designs of more complex systems have advanced from the research phase towards clinical application. Detailed clinical trials to evaluate how these new technologies should be used are impractical due to the large numbers of examinations needed and the time required. Technical tests in current routine medical physics protocols are unable to help optimize the many new parameters and design opportunities. There was therefore a need to have more practical procedures. OPTIMAM met this need by developing new test methods which closely mimic breast screening by using search and detection experiments in virtual clinical images, i.e. real patient backgrounds or projections of anthropomorphic phantoms enriched with simulated lesions. Our hybrid clinical–simulated images can be modified to represent a large variety of mammography technology. The talk will describe the image database, the image simulation tools and the experiments conducted to evaluate how different physical factors (e.g. detector type, radiation dose and image processing) affect cancer detection.

17 janvier 2014

SPADnet: a networked MRI compatible time-of-flight PET system

Prof. Edoardo Charbon EPFL (STI GR-SCI-STI SCI-STI-EC)

This talk is a comprehensive presentation of the SPADnet concept. SPADnet is a fully digital, networked MRI compatible time-of-flight PET system, exploiting the speed and integration density of deep-submicron CMOS technologies. The core technologies of SPADnet are a sensor tile comprising an array of 8x16 pixels, each composed of 4 mini-SiPMs with in situ time-to-digital conversion, a multi-ring network to filter, carry, and process data produced by the sensors at 2 Gbps, and a 130 nm CMOS process enabling mass-production of photonic modules that are optically interfaced to scintillator crystals. The SPADnet photonic modules comprise a matrix of tightly packed sensor tiles; each module is networked in multiple rings, where coincidence pairs are identified and readily used in reconstruction algorithms, enabling scalable, MRI compatible preclinical PET systems for multi-modal imaging.

1er

novembre 2013

Risks in the radiation oncology process – necessary tools to increase patient safety

Prof. Tommy Knöös Director of Radiation Physics

Skåne University Hospital and Lund University

The radiotherapy process will briefly be reviewed and step-by-step the risks or pitfalls will be discussed. Existing tools or required tools, or with a better word barriers, will be introduced at each end of a process step with the purpose of prohibiting errors to continue through the process and thus avoiding an unwanted erroneous irradiation of the patient. Most of the risks can be reduced by having staff working with awareness and alertness. Having comprehensive protocols known by all involved together with well trained staff at the department with dedicated functions and responsibilities will further reduce the risk for unintended irradiations of patient.

6 septembre 2013

Have we reached the limits of accuracy in modern radiotherapy?

Dr. Marcel van Herk, PhD Head of physics research, The Netherlands Cancer Institute

Amsterdam, the Netherlands

In the past 25 years, the technology of external beam radiotherapy has improved tremendously. Due to the development of advanced diagnostic imaging, tumor localization has greatly improved. The recognition of the presence of internal

organ motion has lead to development of image guidance systems based on 2D, 3D or 4D imaging systems integrated with the treatment machines. The achievable localization accuracy is so high, that invasive fixation is no longer needed. For treatment of tumor in the brain, for instance, localization of the skull with 3D image guidance is accurate to well within one mm. This unprecedented precision, however, lead to the risk of overconfidence in the accuracy of the total treatment chain. While for a brain metastasis tumor delineation based on MRI is highly accurate; target volume definition in general, however, remains difficult and is now by far the limiting factor in the accuracy. These limits we may have to learn from our clinical mistakes. For instance, a group in Brussels found an almost 50% recurrence rate after introducing marker-based image guidance for low risk prostate cancer with a too small margin. The main factors that affect the accuracy of treatment after image guidance has been implemented are: uncertainties in target volume definition, the quality of the surrogate (if any) used to localize the tumor, intrafraction movement, and movement that is too complex to be corrected by the image guidance solution (e.g., deformations). Based on this overview, one can see that a major step to improve this situation is to make sure that target volume definition is consistent and according to protocol.

28 juin 2013

Caractérisation micro et nanodosimetrique du dépôt d’énergie au niveau intracellulaire avec les processus Geant4-DNA

Carmen Villagrasa, PhD Institut de Radioprotection et Sûreté Nucléaire, France

Membre de la collaboration Geant4-DNA

Les différences dans les effets biologiques radioinduits par différent types d’irradiation sont prises en compte à travers de facteurs de qualité (Q(L) en radiothérapie, Wr en dosimétrie de travailleurs ou bien le RBE dans le cas de l’hadronthérapie). Ces facteurs sont estimés (dépendant du facteur concerné) à partir des données épidémiologiques, expérimentales in vivo ou cliniques. D’un point de vue qualitatif, il est clair que les différences d’efficacité biologique trouvent son origine dans les différences dans la structure au niveau nanometrique des dépôts d’énergie initiaux entre les rayonnements et la matière vivante. Afin d’étudier d’une manière plus quantitative la topologie de ces dépôts interceptant des molécules clés dans le devenir cellulaire comme c’est le cas de l’ADN, des codes de calcul utilisant la méthode Monte Carlo adaptés au transport de particules de très basse énergie (notamment les électrons, particule secondaire responsable principale du dépôt de dose à cette échelle) sont utilisés et améliorés depuis plusieurs décades par différents groups de recherche. Dans ce séminaire, les processus appelés Geant4-DNA disponibles dans le package « basse énergie » du code généraliste Monte Carlo Geant4 seront présentés. Ces processus physiques permettent de simuler l’interaction de différents types de rayonnement et obtenir une description nanometrique de leur trace. Le projet Geant4-DNA travaille également à l’implémentation des processus physico-chimiques et chimiques qui s’ensuivent afin d’inclure le transport des radicaux dans les noyaux cellulaires et pouvoir calculer les effets indirects des irradiations dans l’idée d’avancer vers une simulation plus complète du mécanisme à l’origine des effets biologiques radioinduits.

15 avril 2013

Detecting lesions in paired mammograms: Symmetry doesn't help, but animation does

William A. Simpson School of Psychology, University of Plymouth

Mammogram viewing for diagnostic purposes is typically conducted with paired images in a mirror-symmetric side by side configuration. With mirrored presentation, any suspect region in one image may be compared to the corresponding region in the other image. Intuitively, a lesion will break the symmetry and perceptually pop out. However, even mammograms of the same breast taken at different times do not have perfect symmetry. We examined how lesion detection performance varies as a function of the symmetry (correlation) of the image pair, and whether mirrored displays are superior to non-mirrored displays. Contrast thresholds for detecting a synthetic small mass (Gaussian blob) superimposed on synthetic mammogram (1/f^3 noise) and white noise backgrounds were measured. The contrast threshold for detecting a blob for an Ideal Observer should decline as the correlation between the images increases. We found that real observers showed little or no improvement as the correlation increased. There was no difference in performance for mirror-symmetric and non-mirrored backgrounds. Therefore the assumption that mirrored presentation helps lesion detection is not supported by our results. On the other hand, when the images were presented sequentially in a two-frame animation, contrast thresholds declined dramatically as the correlation between the images increased. For such animations, when a lesion is present in one image but not the other (as in an interval cancer), the lesion is seen to flash on and off in an extremely salient way. Thus animation could potentially lead to improved cancer detection compared to traditional side by side viewing.

8 mars 2013

Speciation and bioavailability of trace elements in natural waters

Laura Sigg Eawag, Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, Dübendorf

Metal speciation is a key parameter for the bioavailability of trace metals to algae under freshwater conditions. Trace metals may originate from numerous anthropogenic sources, including recently developed engineered nanoparticles, which may lead to elevated concentrations in receiving freshwater systems. Trace metals are present in natural waters in a variety of dissolved, colloidal and particulate species, which determine their bioavailability to algae and to higher organisms. Laboratory experiments and theoretical derivations have demonstrated that either the free metal ion concentrations or under certain conditions the labile metal species determine the uptake of metals by freshwater algae. Periphyton, the algal biofilm growing on solid substrates in natural waters, may be influenced by the natural polymer matrix with respect to metal uptake. A number of analytical methods providing insights into metal speciation, as related to bioavailability under natural water conditions are available, in particular several methods for measurement of the labile metal species, which are defined by the dynamic characteristics of the method. DGT (diffusion gradients in thin films) has been used to measure the labile metal concentration in natural waters as a time average over hours to days. Labile metal concentrations obtained by DGT were compared to several other methods and to modeled speciation on the basis of characterization of natural organic matter by size exclusion chromatography / organic carbon detection. Cadmium, copper and zinc accumulation in periphyton under natural freshwater conditions has been related to measured speciation parameters. Labile metal concentration may be determining metal uptake by periphyton if diffusion of metals through the embedding matrix is the rate-limiting step. Characterization of this extracellular polymer matrix with respect to composition and metal binding provides further insights into these processes. Furthermore, DGT is also used for measuring dissolved metal ions in engineered nanoparticle suspensions. Uptake of Ag in algae in the case of engineered silver nanoparticles is shown to be related to measured dissolved Ag(I) concentrations using DGT or ultrafiltration methods and to depend on Ag(I) speciation.

25 janvier 2013

Principales voies de recherche en radio-oncologie

Prof. Jean Bourhis Chef du service de radio-oncologie, CHUV, Lausanne

La radiothérapie est une spécialité médicale à la frontière de la physique, de la médecine, de la biologie du cancer, de l’imagerie médicale et de l’innovation technologique. Tous ces domaines connaissent actuellement un formidable essor qui permet de développer de nouvelles approches en radiothérapie pour la rendre plus efficace et limiter ses effets secondaires. Les principales voies de recherche seront résumées lors de cette présentation.

7 décembre 2012

On the Use of Novalis TX and TrueBeam at University Hospital Bern: Medical Physics Potentials and Challenge

Peter Manser, PhD Division of Medical Radiation Physics and Department of Radio-Oncology

Inselpital – University Hospital Bern, Switzerland

The department of Radio-Oncology at University Hospital Bern provides services not only at the University Center but also at different satellite locations. In total, seven external beam radiotherapy systems are delivering photon or electron beams to the patients, either in Bern, Solothurn, Biel, or Thun. In 2008 the Novalis TX system was installed and with that high-precision dose distributions are delivered for regularly fractionated radiotherapy and stereotactic treatments. More recently, in 2010, the TrueBeam system was implemented and enables high dose rates using flattening filter free beams. In the presentation, these two systems will be described in more details and with a special focus on medical physics potentials and challenges. Furthermore, it will be shown that dedicated patient tracks have been set up in order to provide high quality radiation therapy for standard situations as well as for individual patient needs. This includes standards for treatment planning, image guidance, and treatment delivery. Using different systems, we experienced the need for IGRT for accurate and efficient patient setup. In addition, the need for online matching and adaptation of patient setup using a six degrees of freedom couch has been assessed and will be covered in the presentation.

12 octobre 2012

Les détecteurs Medipix

Winnie Wong, PhD Département de Physique PH-ESE-ME

CERN-Genève

Les détecteurs Medipix sont une famille de détecteurs à pixels hybrides, développés au CERN pour l’imagerie aux rayons X et pour la détection de particules chargées. Le capteur semiconducteur et l’électronique de lecture sont segmentés en pixels de quelques dizaines de micromètres. Chaque pixel contient des circuits intégrés pour le traitement des signaux générés par les interactions des particules avec le capteur. L’énergie déposée par la particule est mesurée et comparée à un seuil d’énergie. Si l’énergie déposée est supérieure au seuil, le pixel incrémente un compteur. Cela permet de supprimer le bruit électronique pour obtenir des images très précises. En outre, la puce Timepix a un mode de fonctionnement ToT (« time over threshold » : temps sur le seuil) pour déterminer l’énergie déposée dans un pixel par une particule. Un exemple d’utilisation de Timepix est la combinaison d’informations de la trace de la particule dans le capteur et de l’énergie déposée qui permet l’identification des particules dans un environnement de radiation varié.

29 juin 2012

Simulation de transport de particules en imagerie et en dosimétrie

Jean Michel LETANG Maître de Conférence (HDR) de l'INSA

CREATIS, CNRS UMR 5220, INSERM U1044 Centre de lutte contre le cancer Léon Bérard, Lyon

La simulation Monte Carlo est la technique de référence pour le transport de particules. De nombreuses implémentations existent, comme Geant4 et MCNPX parmi les plus connues. Les domaines d'applications sont très divers et touchent à la fois l'imagerie et la dosimétrie. Ils visent notamment (i) à concevoir de nouveaux systèmes d'imagerie, (ii) à mettre en place de nouveaux algorithmes de correction d'artefacts, ou encore (iii) à optimiser les protocoles d'imagerie en terme de dose et de résolution. Les temps de calcul des techniques Monte Carlo étant relativement importants, de nombreuses techniques de réduction de variance ont été apportées. Dans ce séminaire la technique d'estimateur de longueur de trace (TLE) appliquée à la dosimétrie en imagerie/radiothérapie X est présentée et étudiée au niveau de ses propriétés statistiques. Une technique de simulation hybride Monte Carlo / lancer de rayons est ensuite développée, avec une application à la réduction du rayonnement diffusé en imagerie CBCT. Le séminaire se termine par l'évocation de deux modes d'imagerie émergente associées à l'hadronthérapie : la tomographie proton et l'imagerie gamma-prompt.

4 mai 2012

Mise en place d’un LIMS à l’unité de génétique forensique

Dr Vincent CASTELLA, MER Joëlle GERVAIX

CHUV - Unité de génétique forensique, Lausanne

L’Unité de génétique forensique (UGF) traite actuellement près de 20'000 échantillons par an. La grande majorité de ces échantillons est transmise par les polices romandes dans le but d’identifier des auteurs de délits. Décision a été prise en 2007 de développer un système de gestion informatique de laboratoire (LIMS), en collaboration avec la DSI du CHUV, dans le but de faciliter la gestion des analyses, des échantillons et de certaines tâches administratives. Actuellement, le système fonctionne très bien et l’UGF ne pourrait plus s’en passer. Cependant, seulement deux tiers des fonctionnalités prévues ont été développées. De plus, une partie de ce qui a été développé doit être entièrement revue. Nous vous présenterons notre LIMS, nos critères de choix, ces avantages et inconvénients, les problèmes techniques rencontrés et la façon dont a été implémenté le système (installation, formation, modification des procédures, acceptation par les utilisateurs).

24 février 2012

Développement de détecteurs à pixels hybrides XPAD pour l'imagerie anatomo-fonctionnelle TEP/CT et CT spectrale

Prof. Christian MOREL, PhD Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), CNRS-IN2P3 et Aix-Marseille Université

F-13288 Marseille, France

Les détecteurs à pixels hybrides représentent une rupture technologique qui ouvre de nouvelles perspectives en tomodensitométrie par comptage de rayons X, non seulement pour améliorer la détectabilité de petites lésions à faibles contrastes dans les tissus mous et pour diminuer la dose d’exposition, mais surtout pour développer une approche spectrale de la tomodensitométrie avec l’objectif d’en faire une modalité d’imagerie intrinsèquement anatomique et fonctionnelle. Les caractéristiques et les performances des détecteurs à pixels hybrides XPAD3 développés par le Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM) seront présentées ainsi que leur exploitation conjointe avec le prototype de caméra à positons pour petits animaux ClearPET pour mettre en oeuvre une imagerie hybride TEP/CT simultanée et une imagerie au K-edge qui permettra d'observer in vivo sélectivement plusieurs agents de contraste

différents.

20 janvier 2012

Small and composite field dosimetry : problems and solutions

Dr Hugo Palmans National Physical Laboratory, Teddington TW11 0LW, United Kingdom

Radiotherapy using high-energy x-ray beams has become increasingly complex and the use of a superposition of many small fields has become more common in stereotatic treatments and intensity modulated radiotherapy. It is important for the successful outcome of radiotherapy that accurate dosimetry methods are available for these treatment modalities. The lack of clear recommendations on the dosimetry of such modalities has lead to a number of radiotherapy accidents in recent years. For traditional dosimetry in broad beams, codes of practice have been published with which reference dosimetry within uncertainties of 1.5% can be achieved. An IAEA working group was formed, endorsed by the AAPM and IPEM, with the aim of publishing an extension of these existing recommendations for the dosimetry of small and composite (complex) fields. A first step in this direction was the publication of a proposed formalism which defines new reference conditions that are more relevant to small and composite fields and which also addressed the issue that many modern treatment modalities are not able to create the broad beam reference conditions prescribed in the traditional broad beam dosimetry recommendations. This presentation will explain what the major problems of small and composite field dosimetry are including the definition of what is small field is, the definition of field size, why detector perturbations are a serious issue, why the energy dependent response of detectors causes trouble, why existing reference conditions are not adequate, etc. as well as what solutions have been proposed to overcome these problems and to provide recommendations in the form of a code of practice. An update will be given about the present status of the IAEA code of practice and about the collection of data required for this code of practice.

9 décembre 2011

Determination of the Ho-166m half-life : the ICP-MS part

Niko Kivel Isotope and elemental analysis group, Nuclear energy and Safety, Paul Scherrer Institut, Villigen

The precise and accurate determination of the Ho-166m half-life is the key to a new reference emitter for the ionization chamber at CHUV. In order to gain high precision and accuracy for the determination of the number of atoms of Ho-166m a multicollector inductively coupled plasma mass spectrometry (MC-ICP-MS) was chosen. In the talk, the working principle of mass spectrometry in general and MC-ICP-MS in detail will be presented. The mode of quantification as well as the various correction schemes necessary to produce accurate data are explained.

11 novembre 2011

L’imagerie virtuelle, un outil de prévention contre l'exposition aux UV solaires

Dr David Vernez Chef du groupe « sciences de l’exposition » à l’Institut de santé au travail (IST), Lausanne

Le rayonnement UV solaire est un agent carcinogène qui a la capacité à la fois d’initier et de favoriser les cancers de la peau. On estime qu'à l'heure actuelle, les cancers cutanés sont à l'origine de 60'000 décès prématurés chaque année dans le monde. L'intensité de l'exposition, mais aussi ses modalités semblent jouer un rôle important dans l'occurrence des maladies associées aux UV. L’importance de la localisation anatomique dans l’étiologie des cancers cutanés est, par exemple, établie. L’exploitation de cette variable reste limitée, partiellement en raison du manque d’informations précises sur l’exposition des différentes zones anatomiques lors d’activités à risque. D'une façon générale, peu d'informations sont disponibles sur l'exposition individuelle (anatomique) aux UV. l’IST a développé, en collaboration avec le Centre Universitaire d’Informatique de l’Université de Genève, un modèle numérique (SimUVEx) afin de mieux caractériser la distribution anatomique de l’exposition aux UV solaires. Ce modèle fait appel à des techniques de calcul utilisées en imagerie virtuelle (rendu des textures 3D), à des données d'irradiance au sol (mesurées dans certaines stations météorologiques) et des informations individuelles (posture, orientation du corps, durée d'exposition). Les possibilités offertes par ce type d'outil, qui permet une analyse fine des modalités d'exposition jusqu'alors inaccessibles, sont nombreuses. Du point de vue de la prévention primaire, l'analyse des niveaux d'expositions prévisibles dans des situations variées peut permettre de mieux identifier les populations ou activités surexposantes et donc potentiellement à risque. Du point de vue de la recherche, les perspectives sont prometteuses. Ce type d'outil pourrait permettre, en croisant les données de simulation avec des données épidémiologiques (e.g registre des

tumeurs), de mieux identifier et quantifier les déterminants de l'exposition aux UV.

17 juin 2011

Nanodosimetry : paving the way to dosimetry concepts based on track structure

Dr Hans Rabus Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig, Germany

In the field of dosimetry, conventionally used quantities like kerma and absorbed dose are conceptually defined as point quantities, while their realization relies on measurements that involve averaging over macroscopic volumes. In consequence, an elaborate system of auxiliary quantities (e.g. radiation weighting factors or relative biological effectiveness) is needed to account for different radiation quality. The latter is determined by the microscopic particle track structure, where the stochastics of radiation interactions occurring within target sizes in the order of the diameter of the DNA double helix (i.e. a few nanometers in size) is crucial for the biological effectiveness. Nanodosimetry aims to establish a concept of radiation quality founded on measurable track structure properties of ionising radiation. Experimental and numerical techniques have been developed that characterise the particle track structure based on the formation of so-called ionisation clusters within a specified target volume comparable in mass per area to a short segment of the DNA. The probability distribution of the number of ionisations (ionisation cluster size) that is produced by a passing primary particle and its secondary electrons can be used to characterize the track structure associated with a particular radiation quality. The lecture will give an introduction into the fundamentals of nanodosimetry and highlight some examples of recent progress in experimental nanodosimetry and related track structure modeling approaches. As an outlook, the potential of nanodosimetry to provide novel dosimetry concepts with built-in biological weighting will be examined.

6 mai 2011

Challenges in the future of biomedical imaging : becoming a "biomarker"

Prof. Piero A. Salvadori Head Radiotracer Manufacturing and Imaging Biomarker Development

CNR Institute of Clinical Physiology - Pisa, Italy

The Institute of Clinical Physiology (IFC) is a research body of the Italian National Council of Research (CNR). The CNR is the largest italian research public organisation, running projects in almost all disciplines, from basic and applied sciences to medicine, humanities and social sciences. IFC has a specific focus on bridging new technologies and methods from bench to patient's bedside, with special emphasis on cardiopulmonary diseases. IFC has been a driving force of nuclear medicine in Italy since 1954 and created the first italian "radiopharmacy" as early as 1972 and opened during 1985 the first italian centre for Positron Emission Tomography (PET) equipped with a cyclotron and radiochemistry facilities. Nowadays, the radiopharmaceutical chemistry group has two major lines of activity: a Radiotracer manufacturing program (the site is licensed according to GMP international rules) for the routine production of the PET diagnostic agent fluorodeoxyglucose (FDG), and a number of research projects within the Imaging Biomarker Development (IBD) program, focused on spontaneous (no-profit) and applied research, in cooperation with official bodies, such as Pharma companies, Research Foundations and EU programs. The research interests span from tracer projecting, development of radiochemistry and labelling technologies to in vivo experimental demonstration by using applied imaging (microCT, microPET, PET) in selected small and large animal models (mice, rats, mini-pigs). Overall targets are the support to diagnosis, the development of new medicines and the understanding of biochemical processess underlying the disease. The IBD expertise pools researchers from different disciplines, such as physics, chemistry, pharmaceutical sciences, lile sciences and medicine. The present colloquium will report on the complex spectrum of problems encountered in developing an imaging biomarker, what can be considered an imaging biomarker, how such a process may impose specific technologies and methodologies. To this purpose, selected results from the latest research achievements by the group will be shown with particular focus on new applications in tracer chemistry -from vessel radiopharmaceutical chemistry to chip-chemistry and microfluidics-, and in vivo imaging (tissue regeneration and remodelling assessed by microCT and microPET).

25 mars 2011

Dosimétrie personnalisée en radiothérapie moléculaire: de "comment" à "pourquoi"

Dr Manuel Bardiès UMR 892 INSERM, Institut de Recherche Thérapeutique de l'Université de Nantes

8 quai Moncousu, BP 70721, 44007 Nantes cedex 1, France

L’évolution rapide des outils (notamment informatiques) a conduit au développement d’approches dosimétriques de plus en plus raffinées, tant dans le domaine de l’estimation des activités fixées au sein du patient que pour ce qui concerne le calcul de la dose absorbée. On peut raisonnablement considérer que la dosimétrie personnalisée est réalisable, dans un

contexte clinique. De fait, les études rapportées dans la littérature présentent un nombre croissant de corrélations entre la dose absorbée (ou un dérivé) et l’effet observé. Toutefois – et peut être parce que les "verrous méthodologiques" sont en voie d’être dépassés – le domaine de questionnement semble évoluer vers le positionnement de la dosimétrie dans la démarche thérapeutique globale : Quelle est la place de la dosimétrie en médecine nucléaire thérapeutique ? Dosimétrie "règlementaire" imposée par la Loi ? Dosimétrie pour la radioprotection des organes sensibles, ou dosimétrie tumorale ? Dosimétrie en routine ou dosimétrie dans un contexte d’optimisation en recherche clinique ? Dans tous les cas, la question de l’observable clinique ou biologique est centrale. Il est donc nécessaire, pour les physiciens médicaux, d’aller au delà du "simple" calcul de dose absorbée (aussi compliqué qu’il puisse être !) et de s'intéresser à l'effet (biologique ou clinique) des traitements délivrés en radiothérapie moléculaire.

25 février 2011 (remis à une date ultérieure)

Le nucléaire dans le paysage des risques contemporains

Dr Alain KAUFMANN Sociologue des sciences et biologiste

Directeur de l'Interface Sciences-Société de l'Université de Lausanne

Ce colloque abordera ce que les sciences sociales ont pris l'habitude de décrire comme une transition de "la société du progrès" à la "société du risque". Les représentations sociales du risque sont largement tributaires de la manière dont les sciences et les techniques sont perçues par les acteurs sociaux sur la base de leur expérience quotidienne et des multiples crises et controverses qui ont marqué les dernières décennies dans les domaines de la santé et de l'environnement en particulier. La question du risque nucléaire ne peut être saisie aujourd'hui que dans un paysage élargi, qui comprend notamment les OGM, les rayonnements électromagnétiques, les nanotechnologies ou le changement climatique, qui interroge la place des experts et les relations entre sciences, techniques et démocratie

21 janvier 2011

Radiothérapie et chirurgie plastique

Dr med. Paolo Erba Service de Chirurgie Plastique et Reconstructive CHUV

Même si la chirurgie a toujours fait partie du traitement des tumeurs, son rôle a subi d’énormes changements au cours des dernières années. Au début elle était mutilante, invalidante et sacrifiait d’énormes quantités de tissu sain. Aujourd’hui, grâce aux traitements adjuvants, les marges de résection chirurgicale se sont réduites et dans certains cas on arrive à traiter une tumeur sans même avoir recours à la chirurgie. La radiothérapie provoquait initialement des complications telles des indurations douloureuses de la peau et des tissus adipeux, une peau fragile, des ulcérations fréquentes ce qui pouvait nécessiter des interventions de chirurgie reconstructive. Un exemple est la radiodermite chronique du sein. Aujourd’hui devenue rare, elle se présentait avec des nécroses, des ulcérations de la peau et éventuellement des ostéonécroses au niveau des côtes. Grâce aux traitements oncologiques modernes dont fait partie la radiothérapie, la vie de nos patients peut être considérablement prolongée. Ces patients représentent une nouvelle population hospitalière qui augmente progressivement et qui présente des problématiques très spécifiques auxquelles nous n’étions pas habitués. Les problèmes commencent souvent lorsque le patient déjà irradié doit être opéré à nouveau. La guérison de la peau est difficile et nécessite souvent l’intervention du chirurgien plasticien qui, pour résoudre le problème, doit amener du tissu sain et bien vascularisé dans les endroits critiques. De nouvelles techniques initialement utilisés en chirurgie esthétique deviennent de plus en plus actuelles pour le traitement des séquelles de radiothérapie. En particulier les injections de tissu graisseux et de plasma riche en plaquettes montrent de très bons résultats. En effet les tissus récupèrent leur souplesse naturelle et les plaies guérissent rapidement sans nécessiter de chirurgie majeure. L’effet de ces traitements pourrait être attribué à la présence de cellules pluripotentes dans le tissu graisseux ainsi qu’à des facteurs de croissance présents dans les plaquettes. Les problèmes que le chirurgien plasticien rencontre face aux traitements chirurgicaux des tissus irradiés ainsi que les techniques à notre disposition seront discutés.

3 décembre 2010

La production industrielle de médicaments radiopharmaceutiques chez CIS Bio Intrnational : contraintes et perspectives

Didier Garonnat Pharmacien Responsable CIS bio international SAS

Senior Vice-Président Affaires Réglementaires IBA Molecular

CIS bio international, société issue du CEA (France), et aujourd’hui intégrée dans le Groupe IBA (LLN, Belgique), a pour principales missions le développement, la fabrication et la commercialisation de médicaments radiopharmaceutiques SPECT (usine de Saclay, France) et PET (23 sites de production en Europe). Ces produits sont principalement utilisés

pour l’imagerie en oncologie, neurologie et cardiologie. La préparation des médicaments radiopharmaceutiques est soumise à la double contrainte de respect des réglementations applicables à l’utilisation de radionucléides (radioprotection, sûreté nucléaire, transport) et celles s’appliquant à la production industrielle des médicaments afin de garantir leur qualité, leur sécurité et leur efficacité (réglementations pharmaceutiques nationale, européenne et internationale, pharmacopées, autorisation de mise sur le marché, bonnes pratiques de fabrication). Le système d’assurance de la qualité appliqué à la production des médicaments radiopharmaceutiques doit être particulièrement performant, car, du fait de la faible durée de validité de ces produits, ils sont le plus souvent libérés avant de disposer de l’ensemble des résultats des tests de contrôle de la qualité. Les produits en cours de développement sont principalement des radiopharmaceutiques TEP : produits d’usage établi (18F-choline pour la détection du cancer de la prostate) ou molécules propriétaires développées en partenariat avec d’autres sociétés (124I-girentuximab pour le diagnostic du cancer du rein à cellules claires, 18F-ML10 pour l’imagerie de l’apoptose cellulaire).

15 octobre 2010

La radio-oncologie, plus de 110 ans après les premiers traitements

Prof. René-Olivier Mirimanoff, Chef de service Radio-oncologie, CHUV, Lausanne

Après la découverte des rayons X par Röntgen en 1895, le premier traitement par rayons a été déjà réalisé en 1896. Depuis lors, la radiothérapie (rebaptisée radio-oncologie dès Ies années 1980) a été l'objet de progrès constants, voire exponentiels depuis la fin du 20

ème siècle. Dans cet exposé, nous reverrons le rôle actuel de la radiothérapie en

cancérologie, discuterons de quelques principes fondamentaux, et donnerons quelques perspectives au sujet de traitements futurs, notamment sous l'angle des progrès en oncologie et en radiobiologie. Actuellement, la radiothérapie joue un rôle majeur dans le traitement du cancer, puisqu'entre la moitié et les deux tiers des patients avec un cancer bénéficieront de cette modalité thérapeutique. En Suisse, plus de 20'000 personnes sont traitées chaque année par radiothérapie, et ce chiffre augmente de façon régulière. Ce type de traitement s'adresse à une majorité des différents types de cancers les plus fréquents, et sur 100 patients guéris, la moitié aura bénéficié de radiothérapie, le plus souvent en combinaison avec d'autres modalités (chirurgie, chimiothérapie). Au début du 20

ème siècle, la radiothérapie était

essentiellement palliative, avec des méthodes d'identifications de la tumeur et d'applications d'irradiations rudimentaires. Cela étant, les énormes progrès de cette spécialité ont été possibles par une meilleure connaissance de la biologie tumorale, (actuellement au niveau moléculaire), par une meilleure connaissance du comportement des tumeurs, par une meilleure identification et localisation des tumeurs, par les énormes progrès en imagerie, par les améliorations spectaculaires dans la planification et la dosimétrie, par une application des traitements par des appareils de plus en plus précis et enfin par une évaluation de plus en plus rigoureuse des traitements par des études randomisées. Nous reverrons surtout les progrès effectués depuis le passage de techniques en deux dimensions en trois dimensions, avec la planification inverse, et plus récemment la radiothérapie par modulation d'intensité et la tomothérapie. Nous donnerons des exemples récents provenant du CHUV, en citant comme exemple l'expérience dans le cancer du canal anal. Enfin, nous aborderons certaines perspectives d'avenir, comme l'association des radiations ionisantes avec l'administration de molécules faisant partie des « thérapies ciblées», agissant sur des récepteurs cellulaires, des voies de signalisations intracellulaires, ou sur l'angiogenèse.

4 juin 2010

Non-Invasive Assessment of Coronary Artery Disease Progression Using Magnetic Resonance Imaging

Prof. Matthias Stuber Director CIBM-CHUV – Lausanne

Cardiovascular disease is still the leading cause of death in industrialized nations. According to the AHA statistical update in 2010, more than 50% if these deaths are attributable to coronary heart disease in the United States. The current gold standard for the assessment of coronary artery disease is x-ray angiography. However, early atherosclerosis progression that precedes luminal narrowing cannot easily be identified with this test, and repeated studies aimed at guiding and monitoring therapy in a low risk population cannot ethically be justified due to invasiveness and x-ray exposure. For these reasons, a non-invasive, safe and repeatable means that provides information about both early atherosclerosis progression and luminal disease would not only significantly advance diagnosis but also therapy. In theory, magnetic resonance imaging (MRI) fits that profile perfectly since a high soft tissue contrast can be obtained without ionizing radiation and with relatively high spatial and temporal resolution. While significant technical challenges exist for imaging the small and constantly moving coronary arteries, advanced methods still permit the assessment of coronary endothelial dysfunction, the quantification of positive arterial remodeling of the coronary vessel wall, characterization of plaque components using targeted contrast agents, and the identification of proximal luminal coronary artery disease. Therefore, MRI does not only have the ability to characterize different stages of the atherosclerotic cascade, but it also offers novel biological insights in the local progression of coronary disease.

16 avril 2010

Spécialistes de la santé et sécurité au travail au CHUV : missions et perspectives

Dr C. Lazor-Blanchet, Médecin cheffe Médecine du personnel - Unité Santé & Sécurité au Travail, CHUV, Lausanne

Les différentes activités d'un service de médecine du personnel d'un grand hôpiral universitaire seront développés. Seront en particulier abordés :

les consultations individuelles

l'évaluation des risques professionnels

l'évaluations et aménagements des postes et conditions de travail

les actions de formations et de prévention

la gestion de la situation liée à la grippe AH1N1 en 2009

5 mars 2010

Nouvelles méthodes d'imagerie en ligne pour le contrôle de l'irradiation en hadronthérapie

Dr Cédric Ray, Maître de conférences Université de Lyon, CNRS/IN2P3, UMR 5822, IPNL, F-69622 Villeurbanne, France

En hadronthérapie, la grande précision balistique des ions combinée au traitement en mode actif (pencil beam scanning) ouvre la voie à des traitements extrêmement conformationnels. Cependant, toute erreur de positionnement du pic de Bragg peut conduire à un sous-dosage dans la zone tumorale et à un surdosage dans les tissus sains voisins. Il est donc essentiel de pouvoir contrôler à l'aide d'un système d'imagerie en ligne, si possible en temps réel, que le traitement est réalisé conformément à la prescription. Le rayonnement primaire étant absorbé dans le patient, il est nécessaire d'exploiter le rayonnement secondaire, dont la distribution spatiale à l'émission est étroitement corrélée à la distribution de dose. La seule modalité de contrôle actuellement disponible est la tomographie par émission de positrons (TEP), qui utilise l'émission des radio-isotopes produits dans le patient lors des processus de fragmentation nucléaire (sous l'impact des ions incidents). Cependant, l'image n'est obtenue qu'après la fin de la séance de traitement, et elle est dégradée par le washout dû aux processus métaboliques. Ces différentes problématiques seront présentées durant le colloque.

22 janvier 2010

LDR Brachytherapy of the Prostate

Dr Wolf Seelentag, Head Physicist Klinik für Radio-Onkologie, Kantonsspital St. Gallen

LDR Brachytherapy (permanent seed implantation) is an alternative to prostatectomy or external beam therapy for low and medium risk prostate cancer, usually as monotherapy. Especially for medium risk patients it is occasionally combined with external beam therapy. High risk patients do not fulfil the internationally agreed selection criteria, but may be treated with external beam therapy combined with HDR brachytherapy as boost modality. This presentation concentrates on the permanent implantation of I-125 seeds (the alternative nuclide, Pd-103, is not used in Switzerland), however. The first implant in Switzerland was performed in 2001. Since 2005 the procedure has to be paid by the health insurances, but all patients have to be reported to a centralized database, including follow-up to 3 years. Inclusion criteria, basic physics principles, the actual procedure and postoperative evaluation plus documentation are presented.

30 octobre 2009

Validation et développement de la plateforme de simulation Monte Carlo GATE pour la radiothérapie - utilisation des grilles informatiques pour la physique médicale

Lydia Maigne, Maître de conférences Université Blaise Pascal, Laboratoire de physique corpusculaire, UMR CNRS 6533

Clermont-Ferrand, France

Les nouvelles stratégies pour améliorer le traitement des cancers cherchent à accroître la précision de l’irradiation pour mieux détruire les cellules cancéreuses tout en réduisant les effets secondaires liés au traitement. De manière à développer un outil de calcul précis, intégrant les dernières innovations techniques par imagerie fonctionnelle et radiothérapie des cancers, la plate-forme de simulation GATE est validée et développée depuis 2002 par un consortium de laboratoires internationaux (http://www.opengatecollaboration.org). Ainsi, depuis 7 ans, le Centre de Lutte Contre le Cancer Jean Perrin et l’équipe PCSV du Laboratoire de Physique Corpusculaire de Clermont-Ferrand étudient

l’utilisation de cette plate-forme pour la dosimétrie et l’accélération du calcul des traitements sur les grilles informatiques européenne et régionale. L’objectif est d’améliorer la qualité de la planification de certains traitements en radiothérapie et curiethérapie. La précision de la planification conditionne en effet la précision du traitement du cancer. Améliorer la précision de la planification est possible en utilisant des logiciels Monte-Carlo à la place des logiciels analytiques. Nous montrerons au cours de ce séminaire la validation de la plateforme GATE pour des dosimétries en milieu voxélisé utilisant notamment des électrons, nos résultats obtenus sont comparés au gold standard en radiothérapie : EGSnrc; nous participons également à la validation du logiciel de planification de traitement IsoGray de Dosisoft et de leur nouveau module Monte Carlo fondé sur le logiciel Penelope. Si les logiciels Monte-Carlo sont très consommateurs en temps de calcul, le recours à une grille informatique permet de pallier à cet accroissement. Le déploiement de la plateforme Monte Carlo GATE sur l’infrastructure de grille EGEE a permis de mettre en évidence des facteurs d’accélération de l’ordre de 30 du temps de calcul par rapport à une utilisation sur un seul processeur. Ces travaux se sont déroulés en collaboration avec les deux principales infrastructures européennes, DEISA et EGEE (www.eu-egee.org). De plus, la mise en œuvre d’une plateforme web d’accès à l’infrastructure de grille informatique s’effectue depuis 3 ans dans l’équipe PCSV. Cette plateforme permet à la fois une gestion des calculs sur grille ainsi qu’une utilisation sécurisée et transparente des données médicales dans les simulations Monte Carlo.

30 septembre 2009

Radionuclide dosimetry and alpha-emitter therapy in cancer treatment: principles and examples from the radioimmunotherapy and dosimetry (RTD) lab at Johns Hopkins

R.F. Hobbs MD Department of Radiology, Johns Hopkins University, Baltimore

Dosimetry in radionuclide therapy plays an increasing role in patient care management. 3D-RD is a patient specific, Monte Carlo-based three-dimensional software package that incorporates radiobiological features such as the biological effective dose (BED) and the equivalent uniform dose (EUD). The BED in particular has been proven to correlate with toxicity response in normal organs. 3D-RD has been used successfully in a number of different applications, including : real time treatment planning for a pediatric thyroid cancer patient with extensive lung involvement; optimization of peptide receptor radionuclide therapy (PRRT) treatment planning based on MTD to the renal cortex; assessment of arterial wall toxicity in 131I-tositumomab therapy of non-Hodgkin’s lymphoma by combining GEANT4 modeling and SPECT/CT data; identification and quantification of regional hot spots in salivary gland uptake of 131I during thyroid cancer therapy for correlation with observed clinical toxicity. Alpha particles are gaining recognition as potential therapeutic agents in cancer treatment due to the great advantage in linear energy transfer they enjoy over electrons. The primary mouse model used in the RTD laboratory is a metastatic breast cancer model developed by injecting cancer cells into the left cardiac ventricle (LCV). Results and techniques from experiments currently underway using different isotopes and targeting agents include : 225Ac-Ab treatment of breast cancer lung metastases; 213Bi-liposome therapy of disseminated disease in breast cancer.

25 septembre 2009

L’ETHIQUE ET LA RECHERCHE

Lazare Benaroyo, Prof. ass. Faculté de biologie et médecine – UNIL Interface Sciences – Société

Depuis le milieu du 20ème siècle, l'éthique occupe une place importante dans la recherche en médecine. Sa mission consiste essentiellement à faire respecter – à travers des commissions, des conseils et des comités - les principes moraux qui gouvernent l'expérimentation sur l'être humain en vue de concilier les rapides progrès des biotechnologies et la protection des sujets de recherche. Lors de cet exposé, le Professeur Benaroyo souhaite présenter les principes cardinaux de l'éthique biomédicale, et clarifier les rôles respectifs des diverses instances chargées d'évaluer au plan éthique les protocoles de recherche. Il souhaite également apporter des précisions sur l'approche délibérative, qui constitue la principale méthode utilisée par ces diverses instances pour aborder les questionnements éthiques soulevés par la recherche. La présentation est conçue pour que les participants puissent faire part de leurs interrogations pratiques et aient l'occasion de soumettre leurs questions concrètes à la suite de l'exposé.

26 juin 2009

Le LHC, grand collisionneur de hadrons : conception, mise en route et redémarrage

T.J. Wijnands, PhD, Group Leader CERN Coordination of LHC Experimental Areas TS-LEA, Radiation Tolerance and Monitoring Working Group

Un bref sommaire de la conception et de la mise en route du LHC sera présenté, ainsi que son potentiel pour les découvertes dans le domaine de physique. Quelques données expérimentales, provenant des 9 premiers jours d’opération, seront montrées. Le déroulement des événements de l’incident parvenu dans le secteur 3-4 sera expliqué.

Finalement, la planification pour le redémarrage de l’accélérateur en septembre 2009 sera annoncée. Le matériel présenté est accessible pour des non-experts dans le domaine.

12 juin 2009

RADIOIMMUNOTHERAPIE DU LYMPHOME

Franz Buchegger, MD, PD Service de Médecine Nucléaire, CHUV et HUG

La radioimmunothérapie (RIT) est efficace dans le traitement du lymphome de bas grade de malignité (lymphome folliculaire). Elle est malheureusement sousexploitée pour des raisons mal identifiées alors qu’elle est très prometteuse en traitement combiné et semblerait pouvoir donner un espoir de guérison pour une maladie dite « incurable ». Après une brève revue oncologique de la maladie et du traitement (l’essentiel d’une revue récente du Dr Nicolas Ketterer, PD, Centre Coordonné d’Oncologie (CCO), CHUV, sera présenté), nous allons discuter les approches dosimétriques de la RIT avec 90Y-Zevalin et 131I-Tositumomab. La dosimétrie comme pratiquée cliniquement dans ces 2 cas sera brièvement revue et mise dans le contexte (difficile) de prédire, en ce qui concerne la RIT non-myéloablative, la toxicité médullaire pour le patient individuel. Nous allons ensuite revoir les résultats de la RIT clinique dans un esprit de recherche d’une efficacité à long terme optimisée telle que formulée avec le Prof. Oliver W. Press, Seattle, dans une revue récente.

8 mai 2009

From conception to experiment: Dynamic and steady-state, in vivo PET imaging of glucose metabolism in small rodents at the CIBM

Carole Poitry-Yamate Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Centre d’Imagerie Biomédicale (CIBM)

Institute of Physics of Biological Systems

The CIBM is a unique research facility in Europe for advancing our understanding of biomedical processes in health and disease. The housing of a 7-Tesla human magnet, 9.4 and 14.1-Tesla animal magnets, and more recently, a small animal PET imaging facility, has enabled us to develop and perform well-targeted experiments around one research theme. Functional magnetic resonance imaging (fMRI), magnetic resonance spectroscopy (MRS) and PET form a highly complementary set of imaging core technologies for studying brain energy metabolism. Before showing you the use of these imaging technologies in parallel and how each may cross-validate and/or complement the other, I will provide a virtual tour of the PET facility from its conception architecturally to the quantification of 18FDG uptake in mice and rats. Attention will be given to the underlying radioprotective measures taken, which I believe predict the successful outcome of an experiment.

6 mars 2009

HOW DO BIOGEOCHEMICAL CONDITIONS AFFECT THE PRODUCTS OF U(VI) REDUCTION BY BACTERIA?

Prof. Rizlan BERNIER-LATMANI Laboratoire de microbiologie environnementale, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne

Biological U(VI) reduction to U(IV) has been touted as a bioremediation strategy to address U(VI) contamination at U.S. DOE sites. A desirable product of this reduction is nanoscale biogenic UO2 whose structure has been recently characterized. In this work, we consider the effect of varying biological conditions -metal-reducing vs. sulfate-reducing bacteria- or geochemical conditions such as the solution composition on the product of this biological process. We used X-ray absorption spectroscopy, synchrotron based powder diffraction and high-resolution transmission electron microscopy to characterize the various products. They were found to vary from stoichiometric UO2 to cation-doped UO2 to sorbed U(IV). In addition, flow-through experiments yielded dissolution rates that were found to be dependent upon the U(IV) species. The implications for these results is that the structure and reactivity of U(IV) produced in the subsurface by bioremediation efforts may vary as a function of biogeochemical conditions.

23 février 2009

PERCEPTUAL ERRORS AND MEDICAL IMAGES

Prof. Miguel P. ECKSTEIN, PhD Vision & Image Understanding, Department of Psychology & Institute for Collaborative Biotechnology

University of California, Santa Barbara, USA

Even though computer vision and image analysis has greatly advanced in the last decades, many life-critical decisions using imaging still rely on a human being to visually scrutinize the image and make a decision. Yet, human performance in complex perceptual tasks is not free of errors . Decision errors can originate from a variety of sources ranging from effects of image noise, search mistakes and image misinterpretation. In addition, performance in visual tasks can vary dramatically across human observers due to training, task aptitude, and visual strategy. This talk will focus on diagnostic decisions with medical images. Dr Eckstein will describe efforts in trying to understand the visual/cognitive strategies humans use to search for disease on medical images and how the acquired knowledge, in conjunction with engineering tools, can be used to develop methods to improve the acquisition, processing and display of medical images.

23 janvier 2009

LA QUALITÉ DES SOINS EN MÉDECINE: Y A-T-IL UN PROBLÈME?

Prof. John Paul VADER Institut universitaire de Médecine Sociale Préventive (IUMSP), Lausanne

Qu’entendons-nous par qualité des soins en médecine ? Qui peut en juger ? Avec quels critères ? L’exposé passera en revue un bref historique des efforts pour améliorer la qualité des soins, présentera différentes approches pour la définir et la mesurer, et évoquera quelques exemples démontrant que la qualité en médecine, même si elle a, chez nous une position enviable, a aussi un potentiel d’amélioration important.

5 décembre 2008

SECONDARY CANCERS AFTER RADIOTHERAPY : MODELING AND IMPACT OF MODERN RADIOTHERAPY TECHNIQUES

PD Dr Uwe SCHNEIDER, Head physicist Triemlispital, Zürich

In developed countries more than half of all cancer patients receive radiotherapy at some stage in the management of their disease. However, a radiation induced secondary malignancy can be the price of success if the primary cancer is cured or at least controlled. With the application of new radiation treatment modalities such as intensity modulated radiotherapy (IMRT) or proton radiotherapy increased cancer cure rates are expected. However, with the application of these treatment techniques also a larger number of secondary cancers is expected. The reason for this increased secondary malignancy incidence is the substantial increase in beam-on time of IMRT techniques to deliver the same target dose compared to conventional treatment techniques. In addition, during proton radiotherapy neutrons are created and could also have an impact on secondary cancer incidence. In this talk an overview is given over the modeling techniques of secondary cancer development after radiation therapy. Different models are presented and the organ equivalent dose concept is explained. Several examples are presented to estimate cancer risk after conventional radiotherapy, IMRT and proton therapy.

18 avril 2008

RISQUE RADIOLOGIQUE Prise en charge médicale des victimes d’accidents radiologiques

Prof. Pierre LAROCHE Directeur adjoint du Service de Protection Radiologique des Armées – Clamart

Professeur agrégé du Val de Grâce- Paris

L'incidence d’accidents d’exposition récents aux rayonnements ionisants et l’éventualité d'un événement terroriste à caractère radiologique ou nucléaire ont provoqué une importante réflexion dans le milieu médical. Il est indispensable d'imaginer la meilleure prise en charge possible des victimes radiocontaminées et la mise en place de moyens de protection contre les rayonnements pour les premières équipes médicales d’intervention. Les victimes peuvent présenter deux tableaux différents : la contamination, interne par inhalation de poussière radioactive ou externe par brûlure radiologique des émetteur bêta, et l’irradiation globale ou localisée. Dans tous les cas la prise en charge de l’urgence médicochirurgicale est prioritaire et les victimes, lors du triage initial, sont catégorisées selon la nature et la gravité de leurs blessures en urgences absolues ou relatives. En cas de contamination, et sans interférer avec le traitement

médical immédiat, les victimes doivent être déshabillées rapidement : 90% à 95% de la contamination peuvent ainsi être éliminés. Le traitement de la contamination est d’autant plus efficace qu’il est administré précocement. La prise en charge de l’irradiation nécessite une approche multidisciplinaire dans laquelle les services d’hématologie, des brûlés et de chirurgie plastique seront particulièrement sollicités.

15 février 2008

WHO GLOBAL INITIATIVE FOR RADIATION SAFETY IN HEALTH CARE SETTINGS

Ferid SHANNOUN, PhD Radiation and Environment, Public Health and Environment

Health Security and Environment, WHO Headquarter Geneva

Advances in medical radiation technology have represented significant gains in the diagnosis and treatment. This important benefit for patients makes the medical uses of ionizing radiation the largest source of man-made radiation exposure to the population. It is expected that the use of these technologies will keep rising and more efforts will be necessary in order to improve radiation safety in medicine. Although the individual risk from the radiation dose associated with medical exposures is quite small, it has become a public health concern because of the widespread use of radiation in health care settings. The International Basic Safety Standards (BSS) for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources represent the international benchmark for radiation safety requirements. However, they are not influencing enough the medical practice in health care facilities. WHO is proposing to develop a Global Initiative on Radiation Safety in Health Care Settings. This initiative aims to support Member States in the implementation of the international BSS towards a safer use of ionizing radiation in medicine. Actions will be focused on public health aspects related to the use of radiation in health care settings. These include diagnostic radiology, image guided interventions, diagnostic & therapeutic nuclear medicine procedures and radiotherapy. Special consideration will be paid to critical sub-populations (e.g. children and pregnant women), to higher dose procedures and to frequently used techniques. Dr Shannoun has joined the WHO Radiation Unit recently and his work is focused on radiation protection in medicine. The new Initiative will be presented and discussed.

25 janvier 2008

INTRODUCTION À L' "EVIDENCE-BASED MEDICINE"

Prof. Jacques CORNUZ, Directeur adjoint Policlinique médicale universitaire, Lausanne

L'objectif principal de ce colloque est d'introduire le contexte général du développement d'evidence-based medicine (EBM), en particulier son origine depuis l'épidémiologie clinique et la prévention clinique, sa complémentarité par rapport à l'expertise du professionnel, ainsi que ses limites (absence d'études randomisées ou d'études cliniques de qualité pour plusieurs attitudes cliniques) et ses forces (bénéfice potentiel des guidelines basés sur les preuves de la littérature et propositions de niveaux de recommandation). Quelques paramètres utiles seront présentés: risque relatif, « odds ratio », « number needed to treat »

14 décembre 2007

LES NOUVEAUX EQUIPEMENTS DE MESURE NRBC DE L'ARMEE SUISSE ET LEUR INTEGRATION A L'OIR

Stéphane MAILLARD, Remplaçant Chef Engagement Département fédéral de la défense de la protection de la population et des sports, DDPS - Armée suisse

État-major de conduite de l'armée - Centre de compétences NBC, ABC Zentrum, 3700 Spiez

Les changements géopolitiques de ces deux dernières décennies ont entraîné en Suisse, comme dans d'autres pays, d'importantes réformes des forces armées. Ces réformes intègrent notamment la réduction de la menace militaire prévalant pendant la guerre froide ainsi que l'émergence de nouveaux risques et dangers. Dans le cas spécifique de la défense nucléaire, biologique et chimique, ces réformes se caractérisent non seulement par une amélioration des technologies mais surtout par un étoffement des capacités d'action. La défense NBC a engagé un programme de longue haleine visant à faire évoluer le service de protection AC passif vers une nouvelle défense NBC dynamique. L'objectif de cette présentation est de décrire les nouvelles capacités de la défense NBC de l'armée et en particulier les capacités dédiées aux événements de nature nucléaire ou radiologique. Il y est notamment question des moyens de mesure de terrain, des équipements d'analyse et d'exploration embarqués ainsi que des équipements d'analyse approfondie de laboratoire. Les applications abordées s'étendent des mesures ponctuelles du débit de dose jusqu'à l'analyse spectrométrique des radiations ambiantes depuis un véhicule en mouvement. Pour compléter cette description, il est nécessaire d'aborder également les aspects organisationnels et personnels de la défense NBC. Cette présentation aborde donc brièvement les impératifs de l'organisation de l'armée - notamment le rajeunissement général des soldats, sous-officiers et officiers - et les conséquences sur la conception de la défense NBC ainsi que sur le recrutement et

l'instruction de ces soldats, sous-officiers et officiers. Finalement, l'engagement de ces moyens militaires dans le cadre de l'organisation d'intervention en cas d'augmentation de la radioactivité (OIR) sera présenté.

2 novembre 2007

EVOLUTION DE LA DOSIMETRIE EN RADIOTHERAPIE INTERNE ET INTEGRATION DES MODELES RADIOBIOLOQIQUES

Sébastien BAECHLER IRA and post-doctoral fellow in the Radionuclide Therapy and Dosimetry Research Lab

Division of Nuclear Medicine in the Russell H. Morgan Department of Radiology and Radiological Science at The Johns Hopkins University, School of Medicine, Baltimore, USA

La dosimétrie en radiothérapie interne a gagné de l’intérêt ces dernières années avec le développement et l’utilisation de nouveaux radiopharmaceutiques à visée thérapeutique. Contrairement aux applications diagnostiques où une estimation grossière de la dose s’avère suffisante, la thérapie impose une dosimétrie précise adaptée à chaque patient. Le formalisme standard du MIRD, qui consiste à calculer la dose absorbée moyenne au niveau des organes d’un fantôme mathématique anthropomorphe, ne permet pas toujours de rendre compte de l’anatomie et de la biodistribution spécifiques au patient. Les récentes techniques de dosimétrie associant les méthodes de Monte Carlo aux nouvelles modalités d’imagerie 3D, principalement le SPECT/CT et le PET/CT, permettent alors une meilleure évaluation de la dose absorbée. A l’image de la dosimétrie en radiothérapie externe, les distributions de doses absorbées à l’intérieur des organes ou des volumes tumoraux sont déterminées à partir des données individuelles. La précision de ces méthodes est essentiellement limitée par les problèmes liés à l’imagerie quantitative en médecine nucléaire. La dosimétrie en radiothérapie interne a pour objectif principal de prédire la réponse clinique à un traitement (efficacité et toxicité). Cependant, la plupart des études menées à ce jour ne démontrent pas de corrélation entre la dose absorbée et l’effet. L’imprécision liée à l’estimation de la dose absorbée n’est sans doute que l’un des nombreux facteurs susceptibles d’influencer la réponse, tels que le débit de dose, la radiosensibilité, la réparation ou/et la repopulation ces cellules. Il est alors intéressant de développer des méthodes de dosimétrie combinant les aspects physiques et biologiques à l’aide de modèles radiobiologiques. L’objectif de cette présentation est de décrire les différentes approches conduisant à une implémentation clinique de la dosimétrie en radiothérapie interne. En particulier, un protocole spécifique de dosimétrie pour étudier la relation dose-effet lors du traitement au Zévalin sera présenté. Finalement, une méthode de dosimétrie incorporant le modèle linéaire-quadratique sera proposée.

21 septembre 2007

RADIONUCLIDE STANDARDS FOR NUCLEAR MEDICINE : TOOLS FOR SAFE AND EFFECTIVE PATIENT CARE

Brian E. ZIMMERMAN Ph.D. Project Leader Nuclear Medicine Standards Research Chemist, Radioactivity Group National Institute of Standards and

Technology, Gaithersburg,USA

The number of nuclear medicine procedures being performed around the world continues to rise, due in part to the expanding number of applications for both diagnosing and treating diseases. The safety and effectiveness of these procedures are highly dependent on the accuracy of the radioactivity measurements made in the clinic, whether they are of the amount of contained activity in the radiopharmaceutical being injected or of the measured distribution of the radiopharmaceutical in the body. The Nuclear Medicine Standards Program in the Radioactivity Group at the National Institute of Standards and Technology (NIST) provides the standards and calibrations that help ensure the accuracy and consistency of radioactivity measurements in nearly all areas of nuclear medicine practice. This talk will present an overview of the activities of the Program, including plans for a major initiative in the development of standards for Positron Emission Tomography (PET) and Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT), key tools in medical imaging.

29 juin 2007

L. MAKOVICKA, R. GSCHWIND et E. MARTIN Institut Femto-St, Dpt CREST, Pôle Universitaire des Portes du Jura, , F-25211 Montbéliard

EVALUATION DOSIMETRIQUE DES IMPLANTS METALLIQUES ET DU MOUVEMENT RESPIRATOIRE LORS D'UN TRAITEMENT RADIOTHERAPEUTIQUE

Le thème fédérateur des études présentées porte sur l'optimisation de la planification d'un traitement en radiothérapie. En effet, la caractéristique de cette technique est d'obtenir des distributions complexes de la répartition spatiale de la dose afin de cibler au mieux le volume tumoral à traiter tout en protégeant les organes à risque. La première étude, en collaboration avec le Centre Hospitalier de Belfort-Montbéliard, a eu pour objectif de quantifier par simulation Monte

Carlo les modifications de dose engendrées par la présence d'une prothèse de hanche, hétérogénéité de forte densité, lors d'une irradiation du pelvis dans un traitement radiothérapeutique conformationnel. Les paramètres tels que la géométrie de la prothèse, sa composition et ses revêtements ont été analysés. La seconde étude, en collaboration avec le Centre Hospitalier Universitaire Jean Minjoz de Besançon, concerne une évaluation des doses délivrées aux organes en mouvement. En effet, lors du traitement les mouvements physiologiques du patient (respiratoire, cardiaque…) entraînent des déformations au niveau des organes thoraciques. Ces mouvements sont pris en compte sous forme de marges souvent empiriques ajoutées au volume cible. Pour diminuer ces marges, des traitements en asservissement respiratoire sont appliqués. Ce travail concerne plus particulièrement le traitement du cancer de l'oesophage et est divisé en trois axes :

le premier est une étude clinique préliminaire des déformations de l'oesophage suivant le niveau respiratoire,

le second concerne le développement d'une plateforme motorisée simulant le mouvement respiratoire en 2D et permettant une quantification de l'incertitude dosimétrique liée au mouvement de n'importe quel organe thoracique,

le troisième porte sur la simulation des conditions de traitement par un code Monte Carlo pour obtenir des résultats de référence dosimétrique.

ELABORATION D'UN CODE DE CALCUL DOSIMETRIQUE BASE SUR LES RESEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS

Pour déterminer la répartition des doses en routine thérapeutique, on est en règle générale confronté à la recherche du compromis entre la précision et la rapidité d'obtention de cette information. Les techniques basées sur les méthodes analytiques, sur des bases de données préalablement établies ont le mérite d'être rapides, mais peu souples. Leur précision n'est assurée que dans les cas directement prévus. Dans cette optique, l'utilisation des méthodes telles que celles de Monte-Carlo apportent souplesse et précision. Cependant, malgré tous les efforts fournis aussi bien sur le plan de l'optimisation des méthodes que sur le plan de l'évolution informatique (vitesse des machines), elles se heurtent au problème du temps de calcul. C'est la raison pour laquelle, le code de calcul NEURAD2, basé sur les RNA (réseaux de neurones artificiels) et des données de base calculées par un code Monte Carlo est en cours de développement par l'équipe Interaction Rayonnement Matière du département CREST/Institut Femto-St et l'équipe AND du Laboratoire d'Informatique de Franche-Comté. Ce projet vise à développer un système de planification associant la précision des calculs Monte Carlo à la rapidité d'exécution des RNA. Les résultats de NEURAD2 obtenus à la fois en milieu homogène et hétérogène seront présentés.

20 avril 2007

ARSENIC DANS L’ENVIRONNEMENT : UN ELEMENT NATUREL DANGEREUX A COMPORTEMENT SURPRENANT

Prof. Hans-Rudolf PFEIFER IMG - Centre d’Analyse Minérale, Faculté des Géosciences et de l’Environnement, Université de Lausanne

Arsenic has been known for its toxic properties since antiquity. Much like other toxic elements, the industrial activities of the last two centuries, such as mining, smelting and glass manufacturing and its use as medical drug for humans, pesticide, wood preservative and a growth promoter for animals, is at the origin of a widespread distribution of arsenic in different environmental compartments, especially in soils and water. In 1985, the anthropogenic input of arsenic to the atmosphere was estimated to be approximately 28000 t As/year, which corresponds to more than half of the quantities input from natural sources (mainly by volcanoes and forest fires: 45000 t As/year). Between 1970 and 1990, considerable efforts were undertaken worldwide, to reduce anthropogenic input and local contamination by As, especially to prevent the build-up of high As levels in soils. But little attention was paid to natural background levels in rocks, soils and waters, that result primarily from weathering of As-bearing rocks and leakage of As-rich thermal waters to shallow aquifers. Hence, the natural input of As and its importance as a worldwide health threat was largely underestimated. While the toxic effects of elevated concentrations of arsenic were well known (0.1 g of arsenic trioxide may be lethal to humans), long term exposure to medium and low concentrations and cumulative effects had been underestimated. A few local studies, where people had been exposed to exceptionally high levels (e.g. in Taiwan in the 1960es) showed that concentrations of 500 mg/l in drinking water resulted in skin cancer and other forms of skin lesions. WHO (1999)

estimates that a daily intake of water containing 20 g/l As for 70 years will increase the number of skin or other type of cancer by 5 %. For these reasons, most countries have recently reduced the maximum allowable level in drinking water

from 50 g/l to 10 g/l, which is the recommended value of WHO (1999). This new threshold value and more data about arsenic-related diseases in West Bengal/India and Bangladesh led authorities of many countries to control systematically their drinking water supplies. The result of this campaign is that in many countries of the world, including the United States and part of Europe, there are numerous areas where the natural background of arsenic in water is higher than 10

g/l and that thousands of local water plants, supplying millions of people, will need appropriate systems to remove arsenic from the water or to find alternative, As-free waters. A good understanding of the behavior of natural arsenic, including As release or retention in natural materials, is essential for solving this problem. This talk will concentrate on the properties and the often surprising, unpredictable behavior of natural arsenic and illustrate it with examples from Asia, Romania and Switzerland.

23 mars 2007

IGRT PAR TOMODENSITOMETRIE A FAISCEAU CONIQUE : NOUVEAU PARADIGME DE REPOSITIONNEMENT EN RADIOTHERAPIE

PD Dr Jean-François GERMOND, Physicien médical SSRPM Service de Radiothérapie, Hôpital neuchâtelois, La Chaux-de-Fonds

Les systèmes de radiothérapie guidée par l’image (IGRT) tels que ceux utilisant la technique de tomodensitométrie par faisceau conique (CBCT) ont atteint aujourd’hui un degré de maturité suffisant pour une utilisation clinique journalière. Leurs capacités à fournir des images radiologiques tridimensionnelles du patient juste avant le début de son traitement ont permis de passer du paradigme traditionnel de repositionnement 2D (comparaison des images portales avec les DRR) à un paradigme 3D (recalage des images volumétriques sur celles du scanner de centrage). Le paradigme de l’IGRT apporte bien des avantages : d’abord il permet de repositionner le patient plus facilement et rapidement qu’auparavant, et avec une précision et fiabilité uniques dans les 6 dimensions associées aux translations et rotations. Ensuite il offre une visualisation des tissus mous pouvant être utilisée pour qualifier et quantifier précisément les déplacements des volumes cibles et des organes adjacents, pour mesurer l’évolution temporelle du volume cible (GTV) ainsi que pour mieux faire coïncider le plan de traitement avec la situation de simulation (radiothérapie adaptative). Notre présentation décrira les aspects radiophysiques du cycle de vie de l’IGRT tel qu’il est pratiqué depuis plus d’une année à l’Hôpital neuchâtelois de La Chaux-de- Fonds. Elle abordera l’impact possible de l’IGRT en termes de simplification du workflow de la radiothérapie, la possibilité d’adaptation du plan de traitement aux variations inter- et intra- fractions de la morphologie du patient ainsi que quelques exemples de bénéfices cliniques observés.

8 décembre 2006

HELICAL TOMOTHERAPY: IMPROVEMENTS IN TREATMENT PLANNING EFFICIENCY USING AN INDEPENDENT TOTAL TREATMENT TIME CALCULATION

Grigor N. GRIGOROV, Medical Physics Department, GRRCC, 835 King Street West, Kitchener, ON, Canada

Helical Tomotherapy (HT) is a novel method for delivering intensity modulated radiation therapy (IMRT) in a fashion similar to helical CT scanning. For HT, the combinations of smaller treatment pitch and smaller beam width can lead to a significant improvement in dose conformity. However, such combinations increase the number of activated beam projections (NAP), which consequently increases the total treatment time (TTT) per fraction. The quality of the treatment is related to the TTT, due to the effect of the motion of the internal organ and/or patient during the irradiation. Currently the calculation of the TTT is possible after the optimization of the dose distribution. In the case that the TTT is too long, the plan has to be re-optimized although the dose distribution corresponds to the prescriptions. This makes the time for the plan optimization longer. The purpose of this study is to establish a method for determining the TTT independent of the planning system. For every patient, two specific “geometrically” normalized parameters were developed: (1) a new parameter, named GVS (Gy-Volume-Seconds), which describes the time in seconds that each collimator leaf in sight of a target would need to be constantly open to irradiate uniformly a target volume of 1 cm3 with a dose of 1 Gy, and (2) a parameter, LN (Normalized Length), which represents the number of activated projections per 1 cm length of the planning target volume (PTV). The study is based on HT planning of ten randomly selected CT scans of prostate cancer patients. A prescribed dose of 82 Gy for a 3D uniform margin from 2 to 10 mm around the PTV, beam widths of 11, 25 and 50 mm and treatment pitch from 0.1 to 1 were used for the planning. The contouring and dose volume prescriptions were adapted from the RTOG Protocol–0126. For the prostate HT planning, a template of objective and constraints was used for each plan. The plan optimization was carried out by the treatment planning system (TomoTherapy Inc, Madison, Wisconsin).

17 novembre 2006

MULTIDISCIPLINARY FUNCTIONAL AND METABOLIC IMAGING. EMERGING PERSPECTIVES AT THE ARC LEMANIQUE

Prof. Rolf GRUETTER Laboratory for functional and metabolic imaging, Institute for Complex Matter Physics (IPMC), Centre

d’imagerie biomedicale (CIBM), Department of Radiology, CHUV/UNIL Department of Radiology HUG/UNIGE

In this presentation an overview of past activities will be given, placing them in the context of potential collaborations and synergies with radiotracer methods and other modalities. The focus will be on specific research questions in the brain related to functional and metabolic imaging. A part of the presentation will be devoted to introduce the five-institutional Centre d'imagerie biomedicale (CIBM), its vision, mission and goal and specific implementation and mode of operation.

12 juillet 2006

WHO RADIATION PROGRAM AND CT PROJECT

Shunichi YAMASHITA, M.D. Department of Public Health and Environment Sustainable Development and Healthy Environment

WHO Headquarter

WHO has a mandate and responsibility to minimize health consequences while maintaining the benefits. WHO can also raise awareness of issues and concerns for health directly to national health authorities in Member States. First, the structure and scope of the WHO radiation program will be introduced and then recent project will be discussed on a rapid rise in medical diagnostic technologies using ionizing radiation because medical x-rays are now the major man-made contributor to ionizing radiation exposure to people in most countries of the world. WHO is concerned about this rise, especially from new and highly beneficial technologies such as CT, that produces high radiation doses. It is not the aim of this project to impede the use of CT where there is a clear medical justification. Rather to ensure that the medical benefits are maximized and inappropriate applications are minimized. In order (1) to reduce patient ionizing radiation exposure from inappropriate use of CT, and (2) to develop WHO guidance to clinicians and health authorities on the appropriate use of CT and (3) to raise awareness of the problem to medical profession and their societies, referring doctors and other medical professionals, a new WHO CT project will be discussed. Dr Shunichi Yamashita is Team Leader of Radiation Program at the WHO Headquarter and Professor of Atomic Bomb Disease Institute, Nagasaki University.

30 juin 2006

RADIOTHERAPIE ET MOUVEMENTS DES ORGANES

Alain NOEL, PhD Centre Alexis Vautrin, Unité de Radiophysique médicale, CRAN UMR 7039 CNRS-INPL-UHP

54500 Vandoeuvre-les-Nancy

La radiothérapie cherche à bénéficier des avancées technologiques de l'imagerie pour améliorer la précision des traitements réalisés qui sont maintenant basés sur la visualisation du volume tumoral repéré en temps réel et non plus comme par le passé en se fiant à sa position relative à des repères anatomiques. Aujourd'hui les accélérateurs modernes permettent de réaliser la RTC-3D et la RCMI. Les moyens de simulation, imagerie 3D et TPS sont disponibles. Par contre, les ressources humaines exigées sont plus importantes. Il existe des contraintes supplémentaires pour les médecins qui doivent parfaitement connaître ce qu'implique la RCMI en terme de temps à consacrer à la délinéation des volumes et à l'évaluation des plans de traitement. La mise en œuvre de la RCMI nécessite l'augmentation des ressources de l'unité de radiophysique médicale en terme de physiciens et dosimétristes car le temps nécessaire à la réalisation d'un dossier RCMI est beaucoup plus important que dans le cas de la RTC-3D. Enfin, il faut que le nombre de patients éligibles pour une RCMI soit suffisant pour amortir les investissements matériels et humains exigés. Grâce à la RTC-3D et plus encore à la RCMI il est possible d'envisager d'améliorer l'efficacité de la radiothérapie par une escalade de dose délivrée à la tumeur accompagnée d'une diminution de l'irradiation des tissus sains adjacents. Toutefois, cela nécessite d'intégrer le mouvement des organes inter et intra-séance. L'immobilisation et le positionnement du patient doivent être parfaitement maîtrisés préalablement à la mise en place de ces techniques. La radiothérapie guidée, basée sur la localisation du volume cible par les systèmes d'imagerie permet d'envisager de compenser les mouvements des organes en cours d'irradiation. Toutefois, cela nécessite de mettre en œuvre d'importantes ressources techniques surtout pour les déplacements intra-séance où nous pourrons alors parler de radiothérapie-4D. Les systèmes de calcul de distribution de dose 3D devront alors évoluer pour intégrer cette 4ème dimension. La RCMI permet, par définition, de délivrer des faisceaux dont l'intensité est modulée. Demain, une fois le mouvement des organes étudiés, compris et maîtrisés, nous pourrons réaliser une escalade sélective de dose au sein du volume cible basée sur l'imagerie fonctionnelle telle que la TEP ou la spectrométrie IRM. Réalité probable puisque cette technique commence à être employée dans le cas de la curiethérapie par grain I-125 dans le cas du cancer de la prostate.

24 mars 2006

STRUCTURAL MATERIALS FOR THERMONUCLEAR FUSION REACTORS

Dr Nadine BALUC Fusion Technology-Materials, CRPP-EPFL, Association EURATOM - Confederation Suisse

5232 Villigen PSI, Switzerland

In the future thermonuclear fusion reactors the plasma facing (first wall, divertor) and breeding-blanket components will be exposed to plasma particles and electromagnetic radiation and will suffer from irradiation by 14 MeV neutrons. From the technological point of view, the temperature window of operation of fusion reactors, and then their efficiency, will be mainly limited by the resistance to irradiation of the structural materials. The residual radioactivity of a large amount of exposed material is also a concern and will govern the handling methods, dictate the storage periods and the overall

waste management and recycling scenarios. Then, candidate structural materials for plasma facing and breeding-blanket components have a chemical composition that is based on low activation elements (Fe, Cr, V, Ti, W, Si, C, ev. Ta). They include reduced activation ferritic/martensitic (RAFM) steels, oxide dispersion strengthened RAFM and RAF steels, vanadium-based alloys, tungsten-based materials, and fibre reinforced SiC/SiC ceramic composites. Each alternative alloy class exhibits specific problems arising from radiation damage. For the time being, the most promising materials are the RAFM steels for which the greatest technology maturity has been achieved, i.e. qualified fabrication routes, welding technology and a general industrial experience are already available.

17 février 2006

ENREGISTREMENT ET RECHERCHE ÉPIDÉMIOLOGIQUES SUR LE CANCER DANS LE CANTON DE VAUD : BILAN DE 30 ANS D'ACTIVITÉ ET PERSPECTIVES

Prof. Fabio LEVI, Professeur ordinaire Chef d'unité Directeur du Registre vaudois des tumeurs (RVT) Institut universitaire de médecine sociale et

préventive (IUMSP) Lausanne

Les besoins croissants en données statistiques de l'épidémiologie du cancer ont conduit à la création de structures ad hoc - les registres du cancer - dont le premier objectif est de mesurer la fréquence d'apparition de la maladie dans la population. Les registres existant actuellement dans le monde couvrent 10% seulement de la population du globe. Le Registre vaudois des tumeurs (RVT) a été crée en 1972 au sein de l'Institut universitaire de médecine sociale et préventive de Lausanne (IUMSP). Depuis 1974, il assure la couverture de l'enregistrement des nouveaux cas de cancers pour l'ensemble de la population résidante du canton. De simple instrument de mesure de la situation initiale, le registre est devenu un instrument de santé publique et de recherche à part entière permettant, notamment, la surveillance des risques, l'évaluation de l'accès aux soins et à la prévention, et l'évaluation à terme des moyens de lutte contre le cancer. Ces différentes dimensions sont abordées et discutées en prenant appui sur les résultats et les expériences acquises par le RVT au sein de l'Unité d'épidémiologie du cancer (UEC), au cours de ses trois décennies d'activité.

20 janvier 2006

NOUVELLES STRATÉGIES DE MARQUAGE EN CHIMIE DU FLUOR-18

Dr Frédéric DOLLÉ Direction des Sciences du Vivant, Dépt de Recherche Médicale, Service Hospitalier Frédéric Joliot

CEA - Commissariat à l’énergie atomique, F-Orsay

L'imagerie moléculaire in vivo par Tomographie par Emissions de Positons nécessite la préparation de molécules marquées (appelées radiotraceurs ou radiopharmaceutiques) par un isotope radioactif émetteur de positons, souvent à vie brève. Pour ce faire, le fluor-18 est régulièrement présenté comme le radio-isotope de choix, compte tenu d'une part de ses excellentes propriétés physiques et nucléaires, mais aussi et surtout compte tenu du succès grandissant en oncologie clinique du 2-[

18F]fluoro-2-D-desoxyglucose ([

18F]FDG), aujourd'hui le radiopharmaceutique TEP le plus

largement utilisé à travers le monde, et de ce fait probablement la force motrice ayant permis une plus grande disponibilité et un accroissement d'intérêt pour cet halogène. À quelques exceptions près, les réactions chimiques de radiofluorations mettant en oeuvre du fluor-18 à haute activité spécifique (>185 GBq/µmole) ont été limitées, jusqu'à récemment, aux substitutions nucléophiles en série homoaromatique (et sur des structures dites pauvres en électrons ou activées) et aliphatique avec l'ion [

18F]fluorure. De nouvelles stratégies de marquage incluent aujourd'hui l'utilisation de

fluor moléculaire de radioactivité spécifique modérée ([18

F]F2, 3.7-25 GBq/µmole) pour des réactions de substitutions électrophiles aromatiques, mais également l'utilisation de sels d'iodoniums en tant que précurseurs de marquage, permettant notamment des radiofluorations par substitution nucléophile homoaromatique par l'ion [

18F]fluorure de noyaux

aromatiques riches en électrons (ou non-activés). Enfin, le champ d'applications de ces substitutions nucléophiles par l'ion [

18F]fluorure s'est récemment ouvert aux séries hétéroaromatiques, et en particulier aux structures azotées comme

les pyridines et leurs dérivés, faisant clairement apparaître une méthodologie de marquage extrêmement efficace pour la synthèse de radiotraceurs et radiopharmaceutiques [

18F]fluorés à haute activité spécifique.

16 décembre 2005

CONTRÔLE DE QUALITÉ ET MESURE DES PERFORMANCES EN TEP

Dr Claude COMTAT, Physicien médical Service Hospitalier Frédéric Joliot, CEA/DSV/DRM, Orsay, France

En raison de la multiplication des services de médecine nucléaire équipés d’une caméra TEP, un groupe de travail de la Société Française de Physique Médicale (SFPM) intitulé « Contrôle de qualité et mesure des performances en TEP » a été constitué en novembre 2001. L’objectif du groupe est de rédiger un document de travail pratique à l’intention des physiciens médicaux et dédié à la mesure des caractéristiques des caméras TEP et de leurs suivis. Le domaine

d’application du document concerne principalement les applications corps entier en oncologie. La norme internationale la plus utilisée pour la mesure des performances des caméras TEP est la norme NEMA NU 2. Elle a été complètement revue en 2001 pour être mieux adaptée à l’imagerie oncologique corps-entier. Cette version revue nécessite un matériel lourd et sa mise en œuvre est particulièrement compliquée pour un suivi temporel des performances d’un système d’imagerie TEP dans le cadre d’un programme d’assurance qualité d’un service de médecine nucléaire. Pour cette raison, une procédure simplifiée a été retenue qui nécessite l’emploi d’objets tests couramment disponibles. Les tests retenus pour la mesure des performances seront présentés, ainsi que les résultats obtenus avec un échantillon représentatif des caméras TEP et TEP-TDM installées en France. Les tests de routine à réaliser pour le contrôle périodique de qualité seront également présentés.

25 novembre 2005

Données épidémiologiques sur les effets cancérigènes des faibles doses de rayonnements ionisants

Dr Florent DE VATHAIRE Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)

Institut Gustave Roussy, Villejuif (France)

Malgré les nombreux travaux épidémiologiques entrepris, l’évaluation des effets des faibles doses de rayonnements ionisants, inférieures à 100 mSv, est toujours confrontée à de nombreuses incertitudes. En effet, il n’est pas possible, à l’intérieur de chaque étude, d’estimer directement la relation dose-effet pour les doses inférieures à 100 mSv. Nous recensons ici de façon systématique les enquêtes publiées sur les effets des doses inférieures à 100 mSv, en distinguant dans ces études celles pour lesquelles il est possible, ou a été possible après contact avec les auteurs, de comparer les sujets ayant reçu moins de 100 mSv à des sujets à des doses très faibles, de l’ordre de 5 à 10 mSv, et celles pour lesquelles les comparaisons ne peuvent être faites que par référence à la "population générale". Cette analyse n’a pas permis de mettre en évidence une preuve de l’effet cancérogène, sur la population générale, des doses de rayonnement ionisant à faible transfert linéique d’énergie (électrons, rayons X ou gamma) inférieures à 100 mSv. Une incertitude persiste toutefois quant aux risques associés aux faibles concentrations de radon présent dans les habitations.

23 novembre 2005

Fantômes voxélises en anthroporadiametrie et calcul de dose à l’IRSN à l’aide de l’outil ŒDIPE : présentation,applications et perspectives<

Loïc DE CARLAN IRSN/DRPH/SDI/LEDI, Fontenay-aux-Roses, France

L’objectif de la présentation est de montrer le travail réalisé à l’IRSN dans le domaine de l’application des fantômes numériques voxélisés en dosimétrie interne. Cela concerne aussi bien la mesure anthroporadiamétrique que le calcul de la dose interne. Les travaux de recherche ont été mis en place en développant un outil informatique spécifique qui permet à la fois de créer, manipuler et associer les fantômes voxélisés au code de calcul Monte Carlo MCNP et MCNPX. Cet outil graphique a été écrit en langage PV-WAVE et récemment ré-écrit en langage IDL (Interactive Data Language). Il a été baptisé ŒDIPE, pour Outil d’Evaluation de la Dose Interne Personnalisée et comprend trois principales fonctionnalités : (i) la création, la manipulation et la segmentation des fantômes provenant d’images médicales (format DICOM), (ii) la création automatique du fichier d’entrée pour le code MCNP (et MCNPX), (iii) le traitement automatique des fichiers de sortie pour l’affichage d’un spectre calculé et sa comparaison avec un spectre réel pour la partie anthroporadiamétrie ou bien l’affichage de courbes isodoses et de doses moyennes aux organes pour l’application en calcul de dose. L’exposé comprend une description de la problématique en dosimétrie interne et la présentation de l’outil ŒDIPE. Les validations et les applications seront ensuite présentées en anthroporadiamétrie et en calcul de dose. Une étude plus détaillée en anthroporadiamétrie sera faite sur l’utilisation d’OEDIPE dans le cas d’une expertise d’une plaie contaminée. Les perspectives des travaux réalisés seront enfin proposées

28 octobre 2005

Experimental and Monte Carlo determination of gamma spectrometry efficiency

Dr Pavel DRYAK Ionising Radiation, Czech Metrology Institute (CMI)

A precise model of HPGe detector type GC4018 (p type) was created for photon detection efficiency calculation using the MCNP code. No experimental calibration point was used for determination of detector parameters. Radionuclide standards of CMI were only measured for model verification in the energy range 40 to 2615 keV . For four calibration

radionuclides - 241

Am, 57

Co, 137

Cs and 60

Co - the standards certified by CMI, PTB and VNIIM were measured and compared. Deviations of measured and calculated efficiencies did not exceed 0.8 % (from 241Am to 88Y) and 1,2 % (from 24Na to 235Th) for point source in distance of 25 cm from the detector. The values of the parameters that describe the crystal and construction elements were measured. For the crystal diameter and thickness, the diameter and the radius of the inner hole, the distance between the crystal and the detector cap and the composition of the cap material the producer’s data were available. The measured values agreed with the values supplied by the producer. For the dead layer thickness, radius of the crystal edge, the shape of the crystal bottom, size of the contact pin in the inner hole, density of germanium and aluminum measured data were used in the calculations. These values were not modified during process of minimization of the difference between measured and calculated efficiency calibration curves. For the measurements of the properties of the internal detector structure the following methods were used: measurements of the density of germanium and aluminum on a detector crystal and on a piece of a cryostat belonging to an old detector, emission spectroscopy and X-ray fluorescence for measurements of the impurity concentrations in aluminum, radiography with X-rays and gamma rays from Ir-192, Cs-137 and Co-60 for measurements of the shape of the crystal, its position within the cap and the cryostat structure. The measurements of the dead layer thickness were made with a collimated beam of gamma rays from Am-241.

29 juin 2005

LA RADIOACTIVITE AU SERVICE DE LA GEOCHRONOLOGIE

Dr Gilbert FERAUD, directeur de recherche au CNRS UMR Géosciences Azur, Université de Nice (France)

L'étude de la faune et de la flore fossilisée dans les roches a permis de retracer, souvent de manière très fine, une partie de l'histoire de la Terre. Puis la connaissance de la décroissance radioactive naturelle de certains isotopes des minéraux des roches a fixé des âges, en millions d'années, sur les événements géologiques de notre planète, bien au delà des périodes qui ont enregistré des traces de vie. Les différents couples isotopiques chronométriques, à très courte ou à longue période, permettent d'aborder une grande variété de problèmes géologiques, depuis les stades précoces de la Terre jusqu'à l'archéologie. Mais comment fonctionnent ces chronomètres naturels ? Quelles sont leurs limites ? L'amélioration récente des techniques permet d'aborder des aspects de plus en plus sophistiqués de l'histoire de la Terre : fragmentation des anciens supercontinents et naissance des océans, origine des grandes crises biologiques de la planète, origine et histoire de l'homme, histoire fine des chaînes de montagne, etc….

27 mai 2005

PRESENTATION D'UN PROJET CHUV-IRA SOUMIS AU FONDS NATIONAL SUISSE DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE :

ETUDE QUANTITATIVE DE LA PERFUSION MYOCARDIQUE PAR TOMOGRAPHIE A EMISSION DE POSITRONS A L'AIDE D'UN GENERATEUR DE RUBIDIUM-82

Dr John PRIOR, MD, PhD Médecin associé, MER Service de Médecine Nucléaire, CHUV, Lausanne

Les maladies cardiovasculaires et leurs complications sont un problème majeur de santé publique et sont aussi les maladies les plus coûteuses à traiter. Il existe un vif intérêt pour la détection précoce des troubles de la perfusion myocardique. Actuellement, la scintigraphie myocardique par émission monophotonique représente une méthode clinique fiable de détection des maladies cardiovasculaires à un stade débutant. Il existe cependant un moyen encore plus précis permettant une détection très précoce des maladies cardiovasculaires à l'aide de la tomographie par émission de positrons (TEP), mais qui n'est disponible que dans les centres de recherche disposant d'un cyclotron (en Suisse, uniquement à Zurich pour les examens cardiaques). Notre projet CHUV-IRA prévoit de développer une méthode de mesure quantitative avec un générateur de

82Rubidium

ne nécessitant pas de cyclotron, et qui est de ce fait accessible à la majorité des centres PET en Suisse (12 au premier trimestre 2005) et dans le monde (=1000). De surcroît, cette méthode permet une caractérisation de la dysfonction endothéliale, un des signes avant-coureurs de la maladie coronarienne.

29 avril 2005

FUNDAMENTAL ASPECTS OF INTUSSUSCEPTIVE ANGIOGENESIS AND IMAGING TECHNIQUES

Dr Valentin DJONOV, PD Institut für Anatomie, Universität Bern

Angiogenesis is a fundamental process of microvascular growth and expansion implicated in different physiological and pathological processes. It can occur by two main mechanisms: sprouting and intussusception. Intussusception (growth

within itself) is characterised by formation of transluminal tissue pillars. The term intussusceptive angiogenesis circumscribes a host of processes that are involved in generation, growth, and final remodelling of vascular entities with diverse morphological and functional outcomes affecting different components of the vascular bed: (1) Intussusceptive microvascular growth permits rapid expansion of the capillary plexus, furnishing a large endothelial surface for metabolic exchange. (2) Intussusceptive arborization causes changes in the size, position, and form of preferentially perfused capillary segments, creating a hierarchical vascular tree. (3) Intussusceptive branching remodeling (IBR) leads to modification of the branching geometry of supplying vessels, optimizing pre- and postcapillary flow properties. IBR can also lead to the removal of branches by pruning in response to changes in metabolic needs. Intussusception appears to be triggered immediately after the formation of the primitive capillary plexus by vasculogenesis or sprouting. The advantage of this mechanism of growth over sprouting is that blood vessels are generated more rapidly in an energetically and metabolically more economic manner, as extensive cell proliferation, basement membrane degradation, and invasion of the surrounding tissue are not required; the capillaries thereby formed are less leaky. This process occurs without disrupting organ function. The complex spatial structure of transluminal pillars, their small size requires adequate three-dimensional analysis for their visualization such as scanning electron microscopy of vascular corrosion casts, serial sectioning for light or transmission electron microscopy followed by three-dimensional reconstruction, confocal laser microscopy or, alternatively, high resolution micro-computer tomography. Improvements in our understanding and better visualization of the process should enable the development of novel pro- and anti-angiogenic therapeutic treatments.

24 mars 2005

BREATHING SYNCHRONIZED IRRADIATION USING STEREOSCOPIC kV-IMAGING TO LIMIT INFLUENCE OF INTERPLAY BETWEEN LEAF MOTION AND ORGAN MOTION IN 3D-CRT

AND IMRT: DOSIMETRIC VERIFICATION AND FIRST CLINICAL EXPERIENCE

Prof. Dirk VERELLEN Dept. of Radiotherapy, Oncology Center, Academic Hospital, Vrije Universiteit Brussel (AZ-VUB)

With the introduction of novel techniques allowing image-guidance in radiation therapy (IGRT) the idea of breathing synchronized irradiation becomes clinically feasible. This presentation will give an overview of the gradual improvements, on-going developments and verification of a combination of real-time infrared tracking and a stereoscopic kV-imaging technique (NOVALIS BODY / ExacTrac, BrainLAB AG) to improve target localization for extracranial lesions. Initially, the application of the IGRT technique was focussing on management of interfractional geometric uncertainties (prostate cancer being the perfect example), yet the promising results obtained on more than 300 prostate cases (median follow-up 18 months) initiate clinical trials for thoracic and abdominal lesions. The initial approach for these localizations that present a considerable intrafractional uncertainty was reduction of the set-up margin by optimal use of the IGRT technique and introduction of PET-imaging for assessment of individualized internal margins. A preliminary analysis of 101 thoracic treatments (combining dynamic field shaping arc and stereoscopic kV-imaging) again showed promising results. However, 2 problems remained unsolved with the previous IGRT approach: (a) The considerable internal motion not only implies a risk of missing the target (a problem that could be solved with appropriate treatment margins), but also increases the risk that a considerable portion of the liver and other organs of the gastro-intestinal tract might intersect with the beam during the breathing cycle for those lesions located close to the diaphragm. Hypofractionate treatment schedules, as they are used at the AZ-VUB, magnify this problem. (b) As most treatments require a beam-on time of 1 minute or more (especially with the introduction of IMRT where efficiency often is compromised for efficacy) the tumor position and the beam fluence pattern both have a time dependence in IMRT. Especially Dynamic MLC techniques (DMLC) making use of temporal modulation of the beam are susceptible to this interplay as both the target and the leaves are moving (not necessarily in phase). Breathing synchronized irradiation (gating) might resolve both issues. Recently, such a solution has been installed and evaluated on the NOVALIS system and the results of a dosimetric verification as well as the first clinical experience (first patient treated in October 2004) will be presented.

25 février 2005

SIMULATION MONTE CARLO POUR LA MÉTROLOGIE PRIMAIRE DE LA DOSE ABSORBÉE DANS L'EAU

Dr Sándor VÖRÖS Office fédéral de métrologie et d'accréditation, Berne-Wabern

L'Office fédéral de métrologie et d'accréditation (METAS) réalise l'étalon primaire de la dose absorbée dans l'eau pour des faisceaux d'électrons et de photons de différentes qualités utilisés dans les hôpitaux. Certaines corrections devant être appliquées aux valeurs mesurées peuvent être calculées grâce à une simulation Monte Carlo, qui permet également une meilleure compréhension des phénomènes se déroulant dans ces expériences. Les programmes EGSnrc et Geant4 ont été utilisés pour les calculs. Ce colloque présentera d'abord une simulation de l'étalon primaire pour des faisceaux d'électrons entre 5 et 22 MeV. Cet étalon est basé sur l'utilisation d'un dosimètre chimique, où les électrons incidents sont totalement absorbés dans une solution aqueuse de sulfate ferreux appelée solution de Fricke. L'enjeu de cette mesure est la détermination de la dépendance énergétique du rendement radiochimique G(Fe3+) de la solution. Les pertes dues à l'émission de bremsstrahlung, à la rétrodiffusion et aux interactions inélastiques hors du récipient peuvent atteindre plus de 8% de l'énergie du faisceau incident. Des distributions de dose en profondeur obtenues avec EGSnrc et Geant4 seront

présentées, ainsi que des facteurs de correction calculés en fonction de l'énergie. Le raccordement métrologique des étalons secondaires à l'étalon primaire fait appel à des mesures de dose absorbée dans l'eau, en comparant les valeurs indiquées par les chambres à ionisation et un sachet rempli de solution de Fricke. Cette mesure est réalisée avec un faisceau étendu, et une simulation complète de la tête d'irradiation ainsi que du fantôme est nécessaire pour calculer les facteurs de conversion entre les matériaux utilisés expérimentalement (plexiglas et solution de Fricke) et un fantôme d'eau pure. Le paquetage BEAMnrc a été employé pour cette étude. Les corrections obtenues sont typiquement de l'ordre de quelques pour mille et elles seront comparées aux valeurs obtenues par d'autres simulations [1]. [1] Chang-ming Ma and A. E. Nahum, Correction factors for Fricke dosimetry in high-energy electron beams, Phys. Med. Biol. 38, 423 - 438 (1993)

28 janvier 2005

CENTRE D’IMAGERIE BIOMEDICALE (CIBM) PROJET DE L’ARC LEMANIQUE

Dr Reto MEULI, Prof. associé Service de radiodiagnostic, CHUV, Lausanne

Par décision du 16 mai 2003, les Universités de Lausanne et de Genève, associées à l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, ont créé un Centre commun d’Imagerie Biomédicale en partenariat avec les deux hôpitaux universitaires de Lausanne et de Genève. Cette décision a été prise sur la base d’un rapport établi par le Professeur Pierre Magistretti le 28 février 2003. Ce rapport prévoit la création d’un centre de résonance magnétique localisé à l’EPFL et associé à des unités cliniques implantées dans les deux hôpitaux universitaires. Le CIBM comprend également plusieurs modules chargés du traitement d’image, de la cartographie cérébrale électrique, de la tomographie par émission de positrons et de l’imagerie par rayonnement synchrotron. Le déploiement du CIBM débutera en 2005 et aboutira en 2006.

10 décembre 2004

LA GESTION DES DÉCHETS RADIOACTIFS DE HAUTE ACTIVITÉ : ASPECTS GÉOLOGIQUES ET DE CALCULS D'IMPACT SUR L'HOMME

Dr Achim ALBRECHT Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (ANDRA) - France

Le stockage géologique profond fait partie des trois volets étudiés dans le cadre de la loi de 1991 pour la gestion des déchets de haute activité et vie longue, avec l'entreposage de surface et la séparation-transmutation. Parmi les différentes roches susceptibles de servir d'hôte et de barrière géologique aux déchets nucléaires, la France et la Suisse ont focalisé une part importante de leurs travaux sur des roches sédimentaires, argileuses. Les caractéristiques proches des roches argileuses des sites sélectionnés expliquent un certain parallélisme entre les projets des deux pays. De tels projets nécessitent une approche pluridisciplinaire incluant des domaines tels que la géochimie, la géophysique, la géomécanique, la géologie, l'hydrologie, la climatologie et l'écologie ainsi que la simulation numérique. La matière organique présente dans les argilites sélectionnées dans cette étude a enregistré l'histoire des sédiments depuis leur dépôt il y a 150 Ma jusqu'à nos jours, renseignant sur la source des matériaux et le type du bassin ainsi que sur la température maximale et la profondeur d'enfouissement. Elle pourrait avoir un effet sur le transfert des radionucléides susceptibles de former des complexes chimiques avec la matière organique dissoute (mobilisation) ou solide (immobilisation). Il n'apparaît pas géologiquement raisonnable de considérer qu'un environnement argileux présenterait une étanchéité totale vis-à-vis de tous les radionucléides présents dans l'inventaire des déchets radioactifs pour une période de l'ordre du Ma. Certains radionucléides avec des périodes longues tels que le 129I, le 36Cl ou le 79Se peuvent migrer lentement au travers des couches géologiques jusqu'à la biosphère. Il est donc nécessaire d'étudier la phénoménologie et la modélisation des transferts dans la biosphère en vue d'une estimation des doses à l'homme, faisant l'objet de règles fixées par les organisations de sûreté. Un code spécifique (Aquabios), développé par l'ANDRA en coopération avec la société Digit Système Informatique, permet la gestion des modèles créés pour les différents radionucléides, biosphères et climats et des bases de données auxquels ils font appel. Quelques exemples illustrant son application seront présentés.

19 novembre 2004

Particle Size Measurement - A comparison of methods in the nanometre to millimetre range

Dr Paul BOWEN Laboratoire de Technologie des Poudres, Institut des Matériaux, EPFL Lausanne

This presentation will briefly review particle size distribution (PSD) measurements carried out in our laboratory over recent years and present current progress. After a brief introduction to particle sizes and distributions, results from rapid methods (laser diffraction, photon correlation spectroscopy) with sedimentation techniques (X-ray disc centrifuge, photocentrifuge) and image analysis will be compared. The limitations of the various approaches will be discussed as a function of size range and powder properties. For nanometre powders (10-100 nm) comparison with image analysis for a spherical silica (80nm) illustrates the importance of the hydrodynamic density for accurate results. In the 0.1 to 5 micron range examples of commercial aluminas and a spherical silica show how the distribution width and particle shape can influence greatly the reported values from different instruments. Irregularly shaped particles show significant differences in median diameters (30%) between different methods; whereas spherical particles can be better than 1%. The resolution and accuracy of PSD measurement for laser diffraction has been investigated using sieved fractions of spherical glass beads (70 to 400 µm). PSDs measured by image analysis are compared with the laser diffraction results and show good correlations (10%) for median diameters – slightly less so for the 10 and 90 percentiles (25%). Results comparing several commercial instruments for anisotropic particles, plate (mica) and rod like particles have shown plates to be well characterised by laser diffraction and rods by the photocentrifuge – the results and limitations will be described. Recent work on pharmaceutical products such albumin with the aim of providing an analytical protocol will be presented and discussed.

5 novembre 2004

Development of a facility for the calibration of thoron measurement systems with the use of radon activity standards

Dr. Rainer Dersch Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig (D)

A new calibration facility for measuring the thoron (220

Rn) activity concentration in air has been developed at the Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB). The system consists of a reference chamber and well-defined electrodeposited

228Th sources. The

220Rn concentration is measured with a multi-wire ionisation chamber (MWIC)

operating in pulse mode and externally connected to the reference chamber. The MWIC is calibrated within the radon chamber where the reference radon atmosphere is realized by the use of radon standards. The calibration of thoron measurement systems and the production of radon standards are described.

8 octobre 2004

The ClearPET project: development of a high resolution PET camera for small animals

Christian Morel, PD, PhD LPHE-IPEP, EPFL, Lausanne

The ClearPET project of the CERN Crystal Clear Collaboration (CCC) is building spin-off technology for high resolution small animal Positron Emission Tomography (PET). Five PET scanner prototypes based on the same technology are under construction, for which design and development costs are shared by CCC members. High sensitivity and high spatial resolution are foreseen for the ClearPET camera by using a phoswich arrangement combining two different types of lutetium-based scintillators of high density (~ 7 g/cm

3), high light yield, fast emission (< 100 ns), and close refraction

properties. A demonstrator covering about one third of the total azimuthal acceptance is under construction in Lausanne. Experimental data obtained from this set-up are used to cross-validate a novel Geant4-based Monte-Carlo platform: GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission), which simulates the passing of time during real acquisitions, allowing to handle dynamic systems such as decaying source distributions or moving detectors. Final design specifications of the ClearPET scanner will be then determined using GATE. Recent results obtained with the ClearPET demonstrator will be presented and compared with simulated data. Preliminary design specifications of the full ring ClearPET scanner will be given.

25 juin 2004

Traitement de l’obstruction des artères coronaires par brachythérapie

Dr Eric EECKHOUT, Prof. associé médecin adjoint, service de cardiologie, CHUV

Les maladies cardio-vasculaires sont une des causes les plus fréquentes de mortalité et de morbidité dans la population occidentale. On relèvera en particulier les maladies coronariennes qui consistent en une atteinte obstructive des artères épicardiques coronariennes. On distingue en gros deux entités cliniques: 1) La maladie coronarienne instable qui consiste en la rupture d'une plaque atéro-sclérotique peu obstructive, provoquant un état clinique qui peut varier entre la mort subite et l'angor instable de l'infarctus du myocarde et 2) La maladie coronaire stable qui consiste en un développement d'une obstruction progressive aboutissant à un rapport

insuffisant entre la demande et l'apport en oxygène et en éléments nutritifs. La maladie coronarienne a une clinique et des symptômes bien précis qui permettent au médecin si nécessaire de documenter l'atteinte coronarienne par une coronarographie. Cet examen invasif permet, par injection de contraste sélectif dans les coronaires, de renseigner quant à la présence ou non d'obstruction au niveau des artères coronariennes. En cas d'obstruction au niveau des artères coronaires, trois types de traitement sont possibles: 1) Traitement pharmacologique. 2) Traitement par cathétérisme cardiaque et cardiologie interventionnelle sous forme de dilatation à l'aide d'un ballonnet avec ou sans pause d'endoprothèse coronaire. 3) Chirurgie cardiaque par utilisation de pontage aorto-coronarien. La dilatation des artères coronaires et la mise en place d'endoprothèse (stent) connaît une grande faiblesse sous forme de resténose avec développement d'un nouveau rétrécissement au site traité suite au baro-traumatisme induit par le ballonnet ou la prothèse. Cette complication survient dans environ 10 à 15% des cas, dans les six mois qui suivent la pose de l'endoprothèse. Le seul traitement efficace à ce jour est la brachythérapie. La brachythérapie consiste en une irradiation endocoronaire permettant de limiter la prolifération de cellules musculaires lisses qui sont le mécanisme principal de la resténose.

4 juin 2004

QUALITE PHARMACEUTIQUE DES FABRICATIONS DE PREPARATIONS RADIOPHARMACEUTIQUES DANS LA RECHERCHE CLINIQUE : NOUVELLES APPROCHES

Dr Philippe GERVAIS, Pharmacien Délégué CEA/DSV/DRM/SHFJ FRANCE

Les dernières dispositions de la réglementation Européenne sur les Recherches Cliniques vont modifier l’approche et la pratique courante de la fabrication, sous responsabilités pharmaceutiques, des préparations hospitalières ou des médicaments radiopharmaceutiques destinées aux essais cliniques. En effet, dans un contexte où le maximum de sécurité pharmaceutique est demandé pour la fabrication des préparations radiopharmaceutiques injectables destinées à la recherche clinique avec ou sans bénéfice individuel direct, la mise en conformité de l’activité de fabrication est incontournable tant d’un point de vue de la libération anticipée d’une préparation injectable avant d’avoir son statut d’apyrogénicité et de stérilité, que de la maîtrise de l’environnement de fabrication ainsi que de la démarche globale d’assurance de la qualité pour faire accepter par les autorités de tutelle la filtration stérilisante comme seul moyen possible et suffisant. Les documents à fournir aux autorités de tutelle sur la qualité pharmaceutique de la préparation injectable avant tout essai clinique chez l’homme se sont considérablement approchés de ceux d’une demande d’Autorisation de Mise sur le Marché où les étapes de qualification et de validation de votre moyen de fabrication doivent figurer.

30 avril 2004

MR AUGMENTED TRANSRECTAL ULTRASOUND FOR PROSTATE BRACHYTHERAPY. WORK IN PROGRESS

Dr Jean-Yves GIRAUD, PhD CHU Grenoble

Prostate brachytherapy involves implanting radioactive seeds (I125 for instance) permanently in the gland for the treatment of localized prostate cancers e.g. cT1c-T2a N0 M0 with good prognostic factors. Treatment planning and seed implanting are most often based on the intensive use of transrectal ultrasound (TRUS) imaging. This is not easy because prostate visualization is difficult in this imaging modality particularly as regards the apex of the gland and from an intra- and inter-observer variability standpoint. Radioactive seeds are implanted inside open interventional MR machines in some centres. Since MRI was shown to be sensitive and specific for prostate imaging whilst open MR is prohibitive for most centres and makes surgical procedures very complex, this work suggests bringing the MR virtually in the operating room with MRI/TRUS data fusion. This involves providing the physician with bi-modality images (TRUS plus MRI) intended to improve treatment planning from the data registration stage. The paper describes the method developed and implemented in the PROCUR system. Results are reported for a phantom and first series of patients. Phantom experiments helped to characterize the accuracy of the process. Patient experiments have shown that using MRI data linked with TRUS data improves TRUS image segmentation especially regarding the apex and base of the prostate. This may significantly modify prostate volume definition and have an impact on treatment planning.

26 mars 2004

Radiological environmental aspects of high-energy particle accelerators at CERN

Pavol Vojtyla, PhD CERN, Safety Commission

High-energy particle accelerators used for research may emit stray radiation and release radioactive substances that shall be considered from the environmental point of view. The presentation deals with the production mechanisms of prompt radiation and induced activity, describes the composition and properties of the stray radiation as found in the environment and discusses the radionuclides typical for radioactive substances released from accelerator facilities. The radiological environmental monitoring programme of CERN - the biggest accelerator centre in the World - is described focusing on the methods applied for the facility surveillance and impact evaluation. The environmental and radiological impacts of the CERN installations in 2003 are presented as an example and compared with regulatory limits.

30 janvier 2004

PANORAMA DU MARCHE DE L'IMAGERIE DIGITALE

Bertrand LEPAGE, Ingénieur Biomédical Centrale d’Ingéniérie Biomédicale des HUG et du CHUV

Suivre les évolutions galopantes des technologies médicales est aujourd’hui un challenge pour les professionnels de la santé. En imagerie médicale, l’une des sources essentielles d’information pour alimenter la veille technologique hospitalière est le congrès de la Radiological Society of North America (RSNA), tant son importance luiconfère le rang de premier congrès mondial de l’imagerie médicale. Un groupe d’ingénieurs biomédicaux de l’Association Française des Ingénieurs Biomédicaux (AFIB) a participé à la 89

ème édition de ce congrès qui s’est tenu à Chicago en décembre 2003. Nous présentons la synthèse de leurs

observations concernant les grandes tendances actuelles du marché de l’imagerie médicale dans les domaines scientifiques, techniques, économiques et industriels. Ces évolutions sont déclinées selon les différentes modalités d’imagerie : scanner, IRM, médecine nucléaire, échographie, radiologie numérique. Elles permettent d’esquisser les contours de nos futurs plateaux techniques d’imagerie, marqués par une volonté affichée de rendre la technique plus simple pour une approche plus humaine.

7 novembre 2003

Les coûts en radiologie, une approche par la nouvelle structure tarifaire

Stéphane COENDOZ Département de radiologie médicale, CHUV

Dans les critiques de la non-maîtrise des coûts en médecine, les médias prennent régulièrement à partie les investissements en radiologie. Dans l’élaboration du nouveau tarif médical Tarmed, une méthodologie a été appliquée dans l’analyse des coûts d’infrastructure, de matériel, de personnel non médical en fonction des différentes modalités d’investigation et de traitement de manière à indemniser au plus juste les actes médicaux. Or, cette méthodologie a démontré des lacunes importantes mettant en péril l’avenir d’un certain nombre de professionnels de diverses spécialités médicales dont celle de l’imagerie. Face à cette situation, la Société Suisse de Radiologie a revu les méthodes et procédures de calculs et présenter de nouvelles propositions dans le cadre du "re-engineering II" du tarif. L’objectif de cette présentation est de montrer les éléments constitutifs ayant servi à l’élaboration de la structure tarifaire TarMed dans les domaines de l’imagerie médicale, la médecine nucléaire et la radio-oncologie, et ainsi mieux comprendre les enjeux en cours. Cette présentation abordera également la notion de financement des hôpitaux.

27 juin 2003

RADIOTHERAPIE PAR MODULATION D'INTENSITE Généralités et mise en traitement à l'hôpital cantonal de Fribourg

Pierre BOURGEOIS Hôpital cantonal de Fribourg

Le traitement par modulation d'intensité est depuis quelques années en cours d'évaluation ou d'implémentation dans tous les services de radiothérapie. Cette méthode prometteuse est le résultat d'une évolution technologique de divers composants :

Evolution des systèmes d'imagerie permettant de bien localiser la zone à traiter et les organes à risque

Evolution des accélérateurs permettant d'obtenir des faisceaux stables et reproductibles pour un faible nombre d'unités moniteur

Possibilité de réaliser simplement une modulation de la fluence grâce aux collimateurs multilame

Evolution des vitesses de calcul des ordinateurs permettant la planification inverse par des méthodes d'optimisation.

La mise en traitement par modulation d'intensité à l'hôpital cantonal de Fribourg comprend les aspects pratiques suivants

Stabilité de l'accélérateur

Assurance qualité du système de planification

Assurance qualité du collimateur multilame en modes statique et dynamique

Assurance qualité du plan de traitement du patient

Vérification du transfert des données.

Les traitements des premiers patients montrent que cette technique est utilisable en routine sans bousculer totalement les plannings.

2 mai 2003

Measurement of air kerma for x- and -rays

Dr. Ludwig BÜERMANN Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig (D)

Air kerma is a basic quantity to derive other operational dosimetry quantities used in diagnostic radiology, radiation protection and radiotherapy. The air kerma of kilovoltage x-rays (10 kV – 300 kV) and

137Cs and

60Co gamma-radiation is

usually measured with free-air chambers and cavity ionization chambers, respectively. A brief review of basic principles, recent developements and current status of primary air kerma standards with special emphasis to those maintained at the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) will be given. Monte Carlo methods used to calculate correction factors for primary standard chambers will be presented and discussed. Due to the re-evaluation of the correction factors for wall effects and axial beam non-uniformity for cavity ionization chambers a significant increase of about 0.8% in the realization of the unit of gray for air kerma in both

137Cs and

60Co fields is to be expected. PTB (see Metrologia, 2002, 39,

111-112) and some other primary standards laboratories have already carried out such a change. The uncertainties assumed for the physical quantities needed to convert measured ionization charge into air kerma will critically be reflected. Recent results of a comparison of calculated and measured air kerma response of graphite cavity chambers for x-ray beams will be presented. The last topic addresses the question, how good absolute chamber responses can be calculated with state-of-the-art Monte Carlo methods.

7 mars 2003

Patient Doses from Diagnostic Radiology in the UK

Barry Wall NRPB, Chilton, UK

The UK National Radiological Protection Board has been assessing the radiation doses and risks to patients from medical x-ray examinations since the early 1970s. The Medical Dosimetry Group at NRPB, conducts surveys of diagnostic radiology practice in the UK and maintains a national patient dose database that forms the basis for recommended national reference doses for common x-ray examinations. Practical methods for measuring doses to patients have been developed and Monte Carlo calculations have allowed organ and effective doses to be derived from the measured doses. The latest developments in these activities will be described, including the strategy for establishing diagnostic reference levels in the UK and the assessment of doses to adults and children from high-dose CT examinations.

24 janvier 2003

A NOVEL APPROACH TOWARDS SUBMICROMETER COMPUTER TOMOGRAPHY

Dr. Marco STAMPANONI Swiss Light Source (SLS), Paul Scherrer Institute (PSI), Switzerland

Synchrotron-based microtomography devices have nowadays assumed a primary role as powerful, non-destructive, high resolution investigating tools. High-brilliance and high-coherent X-ray sources extend the traditional absorption imaging techniques to edge-enhanced and phase-sensitive measurements. At the Materials Science Beamline 4S of the Swiss

Light Source (SLS), the X-ray microtomography device is now operative. The new instrumentation will be used for the analysis of the physical structure and chemical composition of technical materials and biological samples, e.g. enabling non-destructive testing during the development of modern composite materials, or enabling pseudo-dynamic testing of bone samples to establish structure-function relationships in simulated osteoporosis. The design goals of the new instrument were focused on three objectives: high precision sample handling which allows to perform mechanical testing during time serial examinations, high efficient photon detection with fast readout time to allow rapid measurements, and spatial resolution in the range from 5 micrometers to 500 nm. Analysis of these requirements led to the decision to equip the new instrument with two detectors. One of the detectors has a standard design and is intended for larger objects and resolutions of the order of 1-5 micrometers. It is based on a scintillating screen optically coupled to a CCD camera. Different configurations are available, covering a field of view ranging from 7.15x7.15 mm

2 down to 715x715 mm

2 for

magnifications going from 4x up to 40x. An MTF response of 10% has been recorded for frequencies up to 480 lp/mm, which corresponds to a spatial resolution of 1.04 mm. A low-noise fast-readout CCD camera transfer 2048x2048 pixels

within 100-250 ms and a dynamic range of 12-14 bit to the file server. The second detector shall work in the submicron resolution range and is optimized for maximum detector efficiency. This device exploits asymmetrical crystal diffraction (Bragg configuration) in order to perform two-dimensional X-ray magnification. The enlarged x-ray projection is converted into visible light by a thick scintillator providing therefore high efficiency. The so-called Bragg Magnifier has been recently tested at the 4S-beamline with success. For energies ranging from 21.5 keV up to 22.75 keV we recorded magnifications from 20x up to 100x corresponding to theoretical pixel sizes of 700 nm down to 140 nm. These values open a new dimension in the X-Ray tomographic investigation of bones and biological samples in general.

10 janvier 2003

Intégration de l'imagerie multimodalité (CT-IRM-PET) dans le traitement conformationnel des tumeurs de la tête et du cou Vers le concept d' "image-guided radiation therapy"

PROF. V. GRÉGOIRE Université Catholique de Louvain, Cliniques Universitaires St-Luc

Service de Radiothérapie Oncologique, Bruxelles, Belgique

L'amélioration progressive des techniques d'irradiation qui permettent de délivrer une dose quasi sculptée sur des volumes de formes de plus en plus complexes a révélé les difficultés et les limitations dans la sélection et la délimitation des volumes cibles. L'avènement de l'imagerie fonctionnelle (TEP et RMNf) en complément de l'imagerie anatomique, permet d'entrevoir une nouvelle aire dans cette problématique. En particulier, l'intégration de marqueurs permettant de visualiser certains paramètres biologiques influençant la réponse aux radiations ionisantes (par ex. hypoxie, prolifération, apoptose) pourrait permettre de délimiter des sous-volumes cibles biologiques dans lesquels une dose supplémentaire pourrait être délivrée. Ce concept doit cependant encore démontrer sa faisabilité et son intérêt dans différents modèles expérimentaux et dans diverses situations cliniques avant d'être répandu dans la pratique quotidienne. Au cours de l'exposé, l'auteur présentera les outils méthodologiques nécessaires pour l'intégration de l'imagerie multimodale et leurs validations ainsi que les résultats de l'intégration de l'imagerie CT, RMN et TEP-FDG dans un groupe de patients avec tumeurs du pharyngo-larynx. La validation clinique de ces différentes modalités d'imagerie sera présentée en référence à l'extension tumorale macroscopique estimée sur pièces opératoires corégistrées aux images.

20 décembre 2002

LE RETINOBLASTOME, NOUVELLE APPROCHE DIAGNOSTIQUE ET THERAPEUTIQUE

F. MUNIER et A. BALMER Hôpital Ophtalmique Jules-Gonin, Lausanne

Le rétinoblastome est un cancer de la rétine immature affectant de très jeunes enfants voire même des enfants à naître. La maladie se caractérise par de nombreuses particularités :

fatale dans son évolution naturelle par dissémination extraoculaire essentiellement cérébrale à travers le nerf optique, guérissable dans près de 95% des cas si le traitement intervient avant l'extériorisation.

héréditaire dans près de 50% des cas (mutations germinales sporadiques ou transmises) habituellement multifocale et bilatérale mais unilatérale et unifocale possible. Non héréditaire dans environ 50% des cas, (mutations somatiques, sporadiques), toujours unilatérale et unifocale. 15% des cas unilatéraux héréditaires.

cas héréditaires exposés à un risque de nouvelles tumeurs primaires non-oculaires estimé à 1%/an pendant toute la vie (50% après 50 ans).

signes d'appel évidents (leucocorie, strabisme) mais diagnostic souvent tardif (tout autre signe atypique possible).

masses tumorales uniques ou multiples, sans (endophytique) ou avec (exophytique) décollement de rétine, avec calcifications et essaimage vitré fréquent.

traitement complexe sur mesure et ajusté à l'évolution mettant habituellement en œuvre la chimiothérapie réductrice de première intention, complété par des thérapies focales (thermochimiothérapie, thermothérapie, photo- ou cryocoagulation, brachythérapie). Enucléation primaire ou secondaire dans les cas dépassés. Irradiation externe secondaire (risque de tumeurs radio-induites surtout avant l'âge de 1 an) dans les cas non contrôlés par les modalités de traitement primaire.

Le rétinoblastome est heureusement une maladie rare (1:20'000 naissances), mais les affections qui peuvent l'imiter sont nombreuses. La prise en charge est l'affaire d'une équipe pluridisciplinaire entraînée, mais le diagnostic précoce qui conditionne le pronostic est de la responsabilité du praticien.

6 décembre 2002

Etudes géochimiques et radioécologiques de la contamination du Massif du Mercantour

L. POURCELOT Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Cadarache

Les sols du Massif du Mercantour (Alpes du Sud) sont caractérisés par la présence de points de concentration de radionucléides artificiels d’origine atmosphérique. Il s’agit de surfaces de quelques dm

2 à quelques m², où l’activité

surfacique de césium 137 (137

Cs) par exemple, dépassant 100 000 Bq.m-2

, est plus de 10 fois supérieure à celle des surfaces avoisinantes. Une étude a été menée entre 1999 et 2001 par l’IRSN sur une zone-atelier de 2000 m

2 de prairie, située à 2200 m

d’altitude au col de la Lombarde (Commune d’Isola, Alpes-Maritimes) et présentant des « tâches » d’activités élevées de 137

Cs. Cette étude a montré que sur ces zones d’altitude, les dépôts radioactifs neigeux ont concentré les radionucléides provenant des retombées de l’accident de Tchernobyl, ceux des retombées anciennes des essais atmosphériques d’armes nucléaires, ainsi que d’autres polluants atmosphériques non radioactifs : plomb provenant des carburants, antimoine issu des garnitures de freinage des véhicules, cuivre, nickel,... On a également étudié l’impact de ces « tâches » de

137Cs sur le débit de dose ambiant et sur les expositions liées à la

consommation de produits alimentaires locaux. Des échantillons de champignons et de baies ont été prélevés sur la zone-atelier ayant servis à la précédente étude de caractérisation des points de concentration du

137Cs dans les sols. La

question se pose de comprendre si les points de concentration ont suffisamment de poids pour avoir un impact sur l’activité du lait et du fromage de vache ainsi que sur celle des gibiers. Enfin, la zone Mercantour constitue un « laboratoire naturel » idéal pour développer une méthodologie appliquée au devenir à long-terme des sols polluées

29 novembre 2002

MESURES DIRECTES D’ACTIVITE PAR SCINTILLATION LIQUIDE

PHILIPPE CASSETTE Laboratoire National Henri Becquerel, BNM, CEA-Saclay, F-Gif sur Yvette

Les techniques de mesure d’activité par scintillation liquide sont apparues il y a une cinquantaine d’années et ont de nombreuses applications dans les domaines des sciences de la vie et de la terre, de la surveillance de l’environnement et en métrologie de la radioactivité. Ces techniques sont particulièrement adaptées à la mesure d’activité de radionucléides bêta purs et de radionucléides se désintégrant par capture électronique. La mesure directe d’activité (i.e. sans recours à un étalon) est possible grâce à la scintillation liquide, sous réserve d’avoir un modèle réaliste des processus d’émission et de détection de lumière. Le modèle que nous détaillerons est celui du rapport des coïncidences triples à doubles (RCTD) utilisable avec un compteur spécifique à trois photomultiplicateurs. L’exposé débutera par un rappel sur les processus physico-chimiques impliqués dans le phénomène de scintillation liquide puis détaillera le principe de la méthode RCTD. Le principe de calcul des incertitudes de mesure associées sera illustré par l’exemple de l’étalonnage d’une solution de 103Pd, radionucléide se désintégrant par capture électronique et utilisé en curiethérapie.

25 octobre 2002

MONITORING OF OCCUPATIONAL RADIATION EXPOSURES : STATUS AND NEW DEVELOPMENTS

Christian WERNLI PSI, Villigen

The most widely used tool for occupational radiation exposure monitoring is a badge worn on the trunk to measure Hp(10) and Hp(0.07) of photon radiation. Monitoring of exposure to beta and neutron radiation is performed for about 20% and 5%, respectively, of the workers occupationally exposed to radiation. Monitoring for internal deposition of radionuclides is in most countries less detailed regulated, and information on internal dosimetry programs is scarcely available. Dose to workers can also be determined from results of workplace monitoring. In case of aircrews, dose is normally computed based on data on cosmic radiation fields and flight profiles. Today, new techniques are emerging for individual monitoring of external radiation. Active and passive electronic dosimeter systems are indicating new dimensions for dosimetry and data handling, including direct dose readout capabilities and application of modern data networks.

A number of problems remain to be challenged. Neutron and beta dosimeters are not yet fully satisfactory. Internal dosimetry, still subject of major research activities, has a need for more standardized routine programs and systematic reporting. For global exchange, standards on dose record formats, and most striking, unique quantities and units, are indispensable.

6 septembre 2002

Le problème du temps mort dans un ensemble de mesure de la radioactivité

Jacques Bouchard Laboratoire National Henri Becquerel, Bureau National de Métrologie, CEA Saclay

La nature aléatoire de la radioactivité est à l'origine d'une des difficultés fondamentales rencontrée lorsqu'on tente de mesurer précisément la grandeur activité par comptage des désintégrations dans un intervalle de temps défini. Elle introduit non seulement une variation statistique qui oblige à observer un grand nombre d'événements afin d'obtenir un résultat précis mais aussi des intervalles de temps entre ces événements qui peuvent êtres proches de zéro. Les instruments de mesure de l'activité par comptage font usage de signaux électriques dont la forme joue un rôle important et en particulier lorsqu'il sont soumis à des saturations. L'identification des temps morts n'est pas toujours chose facile car ils peuvent dans certains cas prendre une forme cachée. Le LNHB a développé un module de temps mort reconductible "MTR2" destiné à l'application d'une méthode de mesure apparentée à la méthode des coïncidences. Dans cette méthode la voie de coïncidence a été remplacée par une voie commune. Le rôle de cette voie commune est d'éliminer systématiquement la dernière impulsion d'une paire corrélée d'événements détectés.

23 août 2002

SANTE AU TRAVAIL ET SURVEILLANCE DES EXPOSITIONS AUX SUBSTANCES CHIMIQUES

Pierre-Olivier DROZ, Dr ès sc. Institut universitaire romand de santé au travail, Lausanne

L’emploi de substances chimiques dans de nombreux procédés de fabrication et d’entretien implique potentiellement une exposition des opérateurs. L’application des principes de prévention faisant partie de la santé au travail doit permettre de réduire cette exposition à un niveau acceptable. Néanmoins une exposition résiduelle subsiste qu’il s’agit de surveiller. Trois possibilités s’offrent alors au spécialiste de la santé au travail : surveiller la dose (exposition externe), c’est le rôle de l’hygiéniste du travail; surveiller les effets précoces, c’est le rôle du médecin du travail ; ou surveiller la dose interne. Pour une application judicieuse de ces différentes approches, il est important de connaître la cinétique des substances dans l’organisme.

Plusieurs aspects de la toxicocinétique des substances industrielles seront présentés : l’étude expérimentale sur des sujets humains, l’approche par modélisation mathématique, la prise en compte de la variabilité biologique des individus et de celle des expositions. Ces connaissances seront appliquées à la discussion de la surveillance biologique des expositions de travailleurs. Elles devront à terme permettre une meilleure planification des surveillances d’exposition, et une meilleure interprétation des résultats obtenus.

5 juillet 2002

LES ENJEUX ANALYTIQUES FUTURS DANS LA LUTTE ANTI-DOPAGE

Martial SAUGY, PhD Directeur du Laboratoire Suisse d'Analyse du Dopage

Institut de Médecine légale de l'Université de Lausanne

Il y a eu les années "amphétamine" avec quelques couacs célèbres chez les utilisateurs dont l'un finit plutôt mal au sommet du Mont Ventoux. Les analyses se faisaient alors par chromatographie en phase gazeuse. Puis les années "anabolisants" avec pour apogée les jeux de Séoul et Ben Johnson pris en flagrant délit de Stanozolol démontré par spectrométrie de masse. Les années nonante ont montré l'avènement des substances produites par le génie génétique.

L'hormone de croissance et surtout l'érythropoiétine ont fait jaser les pelotons et balbutier les chimistes analystes confrontés aux difficultés d'identification des grosses molécules. Les belles certitudes des spectromètres de masse se sont envolées pour forcer les scientifiques à prendre le problème par l'autre bout. Les analyses jusque là urinaires sont devenues également sanguines et la chimie a laissé la place à la chimie clinique voire à la biologie. La différenciation entre les molécules produites dans le corps et leur analogues produits par génie génétique ne put se faire que par des techniques classiques d'electrophorèse sur gel couplée à une détection immunologique. Les nouvelles technologies

d'analyse des protéines vont être d'une grande aide aux laboratoires. Pratiqué parallèlement aux analyses anti-dopage, le suivi biologique permet maintenant de mieux connaître les valeurs basales des paramètres sanguins d'un sportif et ainsi, de détecter les éventuelles manipulations de la performance Le troisième millénaire s'ouvre sur des perspectives plus inquiétantes de thérapie génique détournée à des fins de dopage. C'est l'un des défis majeurs pour les analystes impliqués dans la lutte anti-dopage.

28 juin 2002

CLINICAL IMPLEMENTATION OF IMRT FOR HEAD AND NECK PATIENTS

Dr. Erik W. KOREVAAR Department of Radiation Oncology, University Hospital, Zürich

In the University Hospital Zürich IMRT treatments were started clinically by application of dynamic multileaf collimation on a Varian Clinac 6EX treatment machine. A Cadplan/Helios system was used for planning of IMRT treatments. After configuration of the planning system, tests were performed to determine the agreement between planned dose distributions and dose distributions in phantoms irradiated at the treatment machine. Furthermore the accuracy of patient setup was

determined using two orthogonal digitally reconstructed radiographs and electronic portal images. Relative dose distributions of single fields in a frontal plane calculated with the planning system agree with measurements generally within 5% and 3 mm. The cGy/MU value of seven-field IMRT plans agree within 2% at the isocenter. The daily positioning accuracy of the first patients have a mean standard deviation of about 1 mm. The accuracy found is sufficient for clinical application of IMRT.

19 avril 2002

Apport de l'imagerie fonctionnelle par Tomographie d’Emission de Positons en Biologie, Médecine et innovation thérapeutique

Prof. Bernard MAZIÈRE Service Hospitalier Frédéric Joliot, CEA, F-91406 Orsay

L'imagerie fonctionnelle moléculaire par tomographie d’émission de positons (TEP) met en œuvre la détection externe et

la quantification de radio-isotopes +. Ces radio-isotopes de courtes périodes, émetteurs de positons sont des isotopes

des éléments constitutifs des molécules organiques (11

C, 13

N, 15

O, 13

N, 18

F). Une fois incorporés dans des composés (molécules) d’intérêt biologique spécifiques d’une fonction métabolique ou de neurotransmission (l’eau, le glucose, les acides aminés, les neurotransmetteurs, les ligands...), endogènes ou exogènes, et administrés à des sujets sains ou pathologiques, ils permettent d'obtenir des images tomographiques, séquentielles, quantitatives de paramètres biochimiques ou physiologiques régionaux (comme le débit sanguin local, le métabolisme énergétique glucidique ou la synthèse protéique régionale) qui sont des reflets du fonctionnement des organes étudiés. Les médicaments comme les composés biochimiques endogènes peuvent être marqués par ces émetteurs de positons. Les radiotraceurs ainsi obtenus avec des radioactivités spécifique très élevés (la masse injectée sera très faible) conservent les propriétés biochimiques, pharmacocinétiques et pharmacologiques des composés naturels (composés "froids"). Les imageurs tomographiques TEP les plus récents permettent d’obtenir des images 3D de la variation de la concentration régionale du « radiopharmaceutique » marqué en fonction du temps. En appliquant les principes de la cinétique des traceurs à ces images quantitatives TEP, il est possible de déterminer les valeurs absolues des paramètres pharmacocinétiques et pharmacologiques qui déterminent les interactions du radiopharmaceutique marqué avec sa cible moléculaire . Les possibilités offertes par l'imagerie fonctionnelle dans le domaine du diagnostic, du suivi thérapeutique et du développement du médicament seront illustrés à l’aide de quelques exemples récents.

12 avril 2002

LA SCINTILLATION LIQUIDE ALPHA

Jean AUPIAIS CEA/DAM/DASE, F-Bruyères Le Chatel

La scintillation liquide avec rejet des emissions et est une technique analytique apparue commercialement en 1991.

Cette arrivée tardive est due, d'une part à la difficulté à discriminer l'impulsion produite par une désintégration de celle

créée par une particule , et d'autre part à l'élaboration d'un dispositif à grande résolution nécessitant de nombreuses études et choix technologiques. L'originalité de cette technique repose sur la capacité de certains scintillateurs à répondre différemment suivant la nature de la particule. En effet, on a pu constater que la décroissance lumineuse variait

avec la particule incidente, ce qui permet de séparer les événements dus à des électrons de ceux dus aux particules . Les mécanismes de transfert d'énergie seront expliqués par la théorie de Forster et appliqués à des cocktails

commerciaux (Alphaex®, Ultima Gold®). Quelques exemples de mesure d'émetteurs sur des échantillons environnementaux seront présentés.

22 février 2002

COMMISSIONING AND CLINICAL IMPLEMENTATION OF IMRT IN A NON ACADEMIC INSTITUTE

Dr L. COZZI Unita’ di Fisica Medica, Istituto Oncologico della Svizzera Italiana, Bellinzona

On March, 3, 2001 at the Radio Oncology division of the Istituto Oncologico della Svizzera Italiana the first Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) with neutral particles was delivered to a patient in Switzerland. This result was achieved after several years of research and developement performed by the whole group in terms of beam dosimtry, treatment planning model characterisation and quality assurance, including dosimetric detector choice, definition. Treatments are delivered with the step and shoot (static) approach using a Varian 2100 C/D Clinac equipped with a Multileaf Collimator with 80 leaves. Treatment planning is performed with the Helax-TMS system (by MDS-Nordion) which was fully tested and whose performance was also compared against other two commercially available systems (CMS-Focus and Varian- Cadplan/Helios). The presentation will focus on the main technical aspects of IMRT commissioning in a non academic institute with particular emphasis on dosimetric Quality Assurance procedures including first results on treated patients. A brief overview of the on going treatments and on the future developements will be given at the end of the presentation.

18 janvier 2002

IRM FONCTIONNELLE EN IMAGERIE ABDOMINALE ET CARDIAQUE

J.-P. Vallée DIM- HCU, Genève

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique non invasive permettant l'analyse morphologique et fonctionnelle du corps humain. En raison des multiples contrastes permettant de générer une image IRM, cette technique évolue rapidement avec l'apparition de nouvelles applications cliniques et de recherche. Le débit de perfusion tissulaire peut ainsi être mesuré par IRM et injection de produit de contraste. Après une présentation de la technique, des applications expérimentales et cliniques cardiaques et rénales seront abordées. En IRM cardiaque, l'IRM permet également la mesure de la contraction myocardique par la technique de tagging. L'utilisation de produits de contraste hépato-spécifique permet également de quantifier la pharmacocinétique de ces produits durant leur passage à travers le foie.

7 décembre 2001

EXPERIMENTAL MICROBEAM RADIATION THERAPY (MRT)

Jean LAISSUE, M.D., Prof. Institute of Pathology, University of Bern

MRT is based on dose-volume relationships that influence tissue complications after ionizing irradiation: Threshold absorbed doses for damage to normal tissues increase as irradiated tissue volumes are made smaller. Clinical applications of this principle include stereotaxic radiosurgery by use of macroscopic photon beams collimated in millimeters. After synchrotron-generated high-intensity X-ray beams became available in the 1980s, the principle was tested using X-ray beams in the microscopic range (25-50 mm-wide planar beams) in a spatial fractionation pattern at synchrotron sources in Brookhaven National Laboratory and at the European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble. The adult rat brain proved to be very resistant to damage by MRT in doses up to several hundred Gray. Also, microplanar beams crossfired toward tumors considerably extend the survival time of adult rats bearing advanced intracerebral gliosarcomas. To estimate tolerance doses for future clinical applications of MRT in radiosensitive brains of developing mammals, we have studied the effect of putatively therapeutic doses of microbeams delivered through the hindbrains of normal suckling rats about two weeks after birth, following the animals for up to about 18 months. Moreover, the cerebellum of six- to seven-week-old piglets was similarly irradiated. The results of these observations give credence to MRT’s potential as an adjunct therapy for brain tumors in infancy, when seamless therapeutic irradiation of the brain is hazardous.

23 novembre 2001

TRANSPOSITION EN DROIT FRANÇAIS DE LA DIRECTIVE 97/43 EURATOM : LA MISSION DE L’OPRI SUR LES PROCEDURES ET LES NIVEAUX DE REFERENCE EN RADIOLOGIE

Hélène BEAUVAIS-MARCH Office de Protection contre les Rayonnements Ionisants (OPRI), Le Vésinet, BP 35, 78116 Cedex

La transposition en droit français de la directive 97/43 Euratom a conduit la Direction Générale de la Santé à confier à l’Office de Protection contre les Rayonnements Ionisants la mission d’élaborer, (en collaboration avec les sociétés savantes et professionnelles), des procédures écrites pour chaque type de pratique irradiante, en y associant des niveaux de référence diagnostiques et des recommandations pour l’optimisation des doses. Un travail a été développé dans ce cadre, avec la Société Française de Radiologie (SFR), la Société Française de Physique Médicale (SFPM) et l’Association Française du Personnel Paramédical d’Electroradiologie (AFPPE). La méthode adoptée pour la rédaction des procédures et leur validation repose sur des groupes de travail spécialisés et des re-lecteurs experts mis en place par la SFR. Quant aux niveaux de référence diagnostiques, leur mise en œuvre se fait en deux temps, dans la mesure où il n’existe pas actuellement de données dosimétriques à large échelle permettant de définir des niveaux spécifiquement français. Aussi, pour répondre à l’obligation réglementaire, dans un premier temps, les niveaux européens ont été pris comme point de départ. Parallèlement , une campagne nationale de mesures co-pilotée par l’OPRI, la SFPM et la SFR a été mise en œuvre. La justification et la cohérence de cette démarche, ses objectifs et ses méthodes, ainsi que ses premiers résultats seront présentés.

9 novembre 2001

LA TROISIÈME LECTURE EN DÉPISTAGE MAMMOGRAPHIQUE MÉTHODES ET RÉSULTATS

Dr J.-P. De Landtsheer Fondation pour le dépistage du cancer du sein, Lausanne

Dr D. Lepori Département de radiodiagnostic, CHUV, Lausanne

L’efficacité du dépistage du cancer du sein par mammographie repose sur la qualité de l’interprétation des clichés effectuée par les radiologues. En effet, ceux-ci doivent, sur la base du seul examen des mammographies, décider soit d’écarter d’emblée toute suspicion de cancer du sein soit, au contraire, de demander des investigations complémentaires afin de préciser la nature d’une image suspecte à leurs yeux. Une propension du radiologue à minimiser les signes d’alerte le conduira à banaliser des images associées à un cancer du sein (faux négatifs), diminuant ainsi la sensibilité du dépistage. A l’inverse, une intolérance trop marquée à l’incertitude l’amènera à proposer des examens complémentaires même pour des anomalies de nature bénigne (faux positifs) et à diminuer la spécificité du dépistage avec pour conséquences principales la génération d’angoisse chez la patiente et une augmentation du coût du dépistage du fait de l’accroissement des examens complémentaires. La lecture de mammographies, dans les conditions d’un programme organisé de dépistage est un exercice difficile dont la qualité dépend de plusieurs variables non objectives, difficilement maîtrisables, telles que la motivation du radiologue, son expérience de la lecture, son état de concentration, son équilibre psychologique, etc… Afin de minimiser l’importance de ces facteurs, le programme Europe contre le cancer propose notamment que la lecture des mammographies soit effectuée successivement par au moins deux radiologues. Plusieurs méthodologies ont été mises au point en Europe. Le protocole de lecture multiple adopté par le programme vaudois de dépistage du cancer du sein fera l’objet de l’exposé ainsi que l’effet de cette lecture multiple sur la sensibilité et la spécificité du dépistage. Enfin les cas les plus exemplaires seront présentés pour illustrer la démarche.

29 août 2001

Properties of x-ray image acquisition and image-reproducing systems

Egbert BUHR Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), D-Braunschweig

This talk deals with PTB's activities in the field of medical x-ray image acquisition and image reproduction systems. For the measurement of properties of conventional screen-film systems, e.g. speed and sensitometric curve shape, an inverse square law x-ray sensitometer is employed. Reference densitometers are used for the measurement of the diffuse optical densities. A microdensitometer developed in PTB is capable to measure diffuse microdensities and allows to measure NPS and MTF of screen-film systems. The characteristics of sensitometers used to test film processing in medical radiography can be assessed, and the PTB accreditates laboratories for this area. Measurement methods to determine important properties of scanners to digitize medical radiographs and to test hardcopy printers have been developed in a recent EU funded project. We studied in a collaboration with the University of Magdeburg the x-ray intensity pattern in front of x-ray detectors and concluded from these measurements resolution requirements for digital detector systems. Within a current EU funded project the PTB sets-up a mobile measurement stand to determine properties like NPS, MTF and DQE od digital x-ray detectors. We co-operate in national and international standardization

bodies (DIN, ISO, IEC).

8 juin 2001

Radiothérapie intravasculaire pour resténose in-stent - Un nouveau standard

Philippe A. COUCKE, MD, PD, MER Médecin Adjoint Service de Radio-Oncologie, CHUV-Lausanne

Directeur Médical Institut de Radio-Oncologie La Source, Lausanne

L'approche thérapeutique pour le phénomène de sténose vasculaire, plus particulièrement pour les sténoses vasculaires après mise en place de stents, a fondamentalement changé depuis la publication des résultats d'essais randomisés apportant la preuve de l'efficacité de la radiothérapie endovasculaire. Même si des techniques endovasculaires, telles que l'angioplastie développée par Gruentzig à Zürich en 1978 et l 'utilisation de stents, permettent dans une certaine mesure de contrer le "remodelage vasculaire" et le "recul élastique", ces deux techniques n'influencent aucunement à terme la prolifération néo-intimale (PNI). Les radiations ionisantes ont en tout temps été utilisées pour inhiber la prolifération cellulaire non contrôlée. Il n'est donc pas étonnant de constater qu'on y a recours pour essayer d'arrêter la PNI. A Lausanne nous avons acquis une des plus larges expériences européennes dans le domaine de la radiothérapie vasculaire avec le système Novoste Beta-Cath®.Nous avons traité plus de 100 malades avec une source contenant des radio-isotopes émettant du bêta. La leçon primordiale de cette expérience locale est la nécessité de collaborer entre les différentes spécialités c.à.d. les spécialistes de cardiologie interventionnelle, les radio-oncologues et les radiophysiciens afin d'éviter un échec thérapeutique, qu'il s'agisse d'un échec d'application ou qu'il s'agisse d'un échec de prescription de dose adéquate sur le segment cible. La prescription de la dose requiert la connaissance du diamètre vasculaire et la longueur du segment soumis au barotraumatisme. Afin d'optimiser cette prescription de dose, nous utilisons l'ultrasonographie endovasculaire (IVUS) pour déterminer avec précision les dimensions de l'artère. L'angiographie ne permet pas d'avoir une idée réelle du diamètre vasculaire extérieure c.à.d. en tenant compte de la paroi vasculaire. En utilisant cette technologie d'IVUS, après angioplastie par "cutting balloon" (afin d'éviter le déplacement du ballon pendant l'angioplastie), nous avons prescrit la dose sur le diamètre réel du vaisseau et les résultats sont excellents avec moins de 5% de resténose.

11 mai 2001

Portal Imaging: Technology and its Application in Quality Assurance

Daniel Vetterli Abteilung für Medizinische Strahlenphysik, Inselspital, Bern

The aim of curative radiation therapy is to deliver as high a dose to the target volume as needed or as possible without causing unacceptable side effects for the patient. Research in the last decade showed that dose distributions can often be significantly improved by applying intensity modulated x-ray beams. Electronic portal imaging is considered to be an appropriate tool for geometrical as well as dosimetrical verification. Both are mandatory with these novel techniques of treatments (IMRT). This presentation will give a short review of some of the history of portal imaging, describe the technology of some of the electronic portal imaging devices (EPIDs) and will then focus on the presentation of a three step procedure for verification of intensity modulated beams. The feasibility of the suggested procedure will be tested by verifying the fluence distributions which we got as a result of the inverse planning of two different, clinical relevant cases (bronchus and ENT carcinoma).

30 mars 2001

Nouvelles technologies en échographie introduction de séquences d'imagerie

Dr med. Jean-Yves MEUWLY, ME Service de Radiodiagnostic et Radiologie Interventionnelle, CHUV, Lausanne

L'apparition de produits de contraste échographique et de techniques d'imagerie ultrasonore sensibles aux propriétés physiques spécifiques de ces contrastes est en train de révolutionner la pratique de l'échographie clinique. De nouvelles contraintes liées aux propriétés du faisceau ultrasonore et à la dynamique de répartition du contraste apparaissent lors de la réalisation d'un examen échographique. Le but de cet exposé est de décrire les interactions entre les contrastes et le faisceau ultrasonore et de montrer comment tirer le meilleur parti de ces interactions en utilisant des séquences d'imagerie échographique.

2 mars 2001

The application of Monte Carlo methods in radiotherapy treatment planning

H. Neuenschwander Radio-Oncology Dept. Lindenhof Hospital, Bern

Radiation transport through an absorber is a stochastic process. Analytical attempts to solve the transport equation in highly heterogeneous absorbers like radiotherapy patients therefore fail in describing the resulting dose distributions with sufficient accuracy. The Monte Carlo (MC) method is the most accurate method for the calculation of dose distributions in radiotherapy treatment planning, if the source of particles and the patient geometry can be accurately modeled and a sufficiently large number of particle histories are simulated. Due to the long calculation times, MC methods have long been considered as impractical for clinical use. Two main advances have improved the situation and made clinical MC treatment planning feasible: The development of highly specialized radiotherapy MC systems, and the ever-falling price/performance ratio of computer hardware. Moreover, MC dose calculation codes can easily be parallelized, which allows their implementation as distributed computing systems in networked departments.

26 janvier 2001

L’utilisation de l’ICP-MS pour l’analyse d’actinides à l’état de traces

Dr N. BAGLAN CEA/DIF/DASE/SRCE, Bruyères le Chatel, France

L’analyse d’actinides présents à l’échelle de traces dans des matrices environnementales et/ou biologiques est un axe important de développement dans les laboratoires confrontés à cette problématique. L’introduction de l’Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry (ICP-MS), technique de mesure élémentaire, comme outil analytique en lieu et place de la spectrométrie a, technique de mesure nucléaire, permet pour des radionucléides de période supérieure ou égale à environ mille ans d’obtenir des résultats comparables en terme de sensibilité. De plus, pour les périodes plus longues, des simplifications de la chimie de purification, voir même sa suppression, peuvent être envisagées sous certaines conditions. L’adaptation d’une procédure analytique pour un outil donné nécessite néanmoins une bonne connaissance de son principe et de son fonctionnement. Le principe et les performances des ICP-MS quadripolaires utilisés à ce jour à DIF/DASE/SRCE seront présentés. Les solutions utilisées pour cela sont réalisées, afin de limiter au maximum la contribution en éléments naturels des réactifs, à partir d’acides Ultra Purs (UP), d’eau déionisée et d’étalons contenant le ou les élément(s) d’intérêt. De la même façon, les performances et les perspectives d’appareils plus récents disponibles sur le marché, ICP-MS haute résolution incluant ou non l’option multi-collecteurs d’électrons, seront aussi évoquées.

Enfin, des exemples relatifs à la mesure de U, Th, Pu et Np dans des matrices environnementales ou dans des urines seront développés et l’apport de l’ICP-MS comparativement à la spectrométrie a discuté.

8 décembre 2000

Les champs électromagnétiques peuvent-ils présenter un danger pour notre santé?

Vlasta MERCIER Office fédéral de la santé publique, Berne

Le progrès technique, au sens le plus large du terme, a toujours été associé à divers risques et dangers, réels ou supposés. Les applications industrielles, commerciales et domestiques des champs électromagnétiques (EMF) ne font pas exception à la règle. En Suisse, comme dans le monde entier, la crainte existe dans le public que l’exposition aux EMF engendrés par la télécommunication mobile ou la distribution du courant électrique puisse avoir des conséquences néfastes pour la santé. Sur la base des études disponibles, les champs électromagnétiques n’ont pas de répercussions directement décelables sur la santé, si les valeurs limites reconnues au plan international sont respectées. Comme certaines incertitudes demeurent, le principe de précaution devrait être appliqué également en-dessous de ces valeurs limites. Plusieurs études épidémiologiques sont encore en cours, avec une évaluation régulière de l’OMS . En Suisse l’Ordonnance sur la protection contre le rayonnement non ionisant (ORNI) régit la limitation des émissions d’installations stationnaires comme les lignes à haute tension, les chemins de fer, les émetteurs ou des installations de la téléphonie mobile.

17 novembre 2000

PACS : Concepts et tendances

David BANDON, Ph.D. Division d’Informatique Médicale, Département de Radiologie, Hôpital Cantonal de Genève

Nous proposons d’expliquer les concepts des systèmes PACS d’archivage et de communication des images médicales et de mettre en évidence les tendances et les enjeux actuels. L’aventure du PACS tend à être maîtrisée en raison de la maturité croissante des solutions commerciales, surtout pour la radiologie. Cependant, les enjeux résident dans une bonne intégration (avec les systèmes d’information et avec le dossier médical informatisé) et l’anticipation des conséquences organisationnelles. Il convient de noter également l’émergence des services d’archivage sous-traité et des ASP (Application Service Provider) pour le PACS. Le PACS est perçu de plus en plus comme une infrastructure informatique sur laquelle des services avancés en imagerie viendront se greffer avec par exemple la création de bases de cas ou des outils d’aide au diagnostic. En radiologie, cette infrastructure est également un moyen idéal pour permettre aux radiologues de délivrer une expertise rapide et personnalisée (présentation des images caractéristiques avec annotations et liaison au rapport). Le standard d’imagerie DICOM (Diagnostic Imaging and Communication in Medicine) est une clef de voûte du PACS et tend vers l’exhaustivité. Il englobe ainsi la grande majorité des imageries et spécialités (médecine nucléaire, cardiologie, radio-oncologie, dermatologie, etc..). Sa richesse et sa conception informatique le rendent cependant complexe à comprendre. Ainsi, sa mise en application requiert vigilance et nombreux tests au vu de la multitude des services et des implémentations. Enfin, en radiologie, une initiative, la IHE (Integrating Healthcare Enterprise), cherche à concilier judicieusement les standards DICOM et HL7 en s’inspirant des scénarii médicaux de travail. Le but est une intégration harmonieuse et renforcée du PACS, du RIS et HIS (systèmes d’information de la radiologie et respectivement hospitalier).

3 novembre 2000

Anticorps monoclonaux et thérapie du cancer

Franz BUCHEGGER, M.D. Service de médecine nucléaire, Département de radiologie, Hôpital de Lausanne et Genève

Les anticorps monoclonaux radiomarqués et leurs fragments sont capables de se localiser sélectivement dans le cancer. Ceci a été démontré dans de multiples études scintigraphiques et par comptage tissulaire en postopératoire. Trois anticorps monoclonaux ont été acceptés par la FDA et en Suisse pour des thérapies : un anticorps anti-lymphocytes T est utilisé depuis plusieurs années lors d’un rejet de greffe. En 1998, un 1

er anticorps, chimérique, non

radioactif, a été accepté pour la thérapie tumorale, le lymphome B, et en 1999 un 2ème

anticorps suivait, humanisé, non radioactif, pour la thérapie de certains cancers agressifs du sein. Le mécanisme d’activité de ces anticorps sera discuté. De multiples études thérapeutiques par des anticorps radiomarqués ont été entreprises après des études prometteuses chez l’animal. Le premier anticorps radiomarqué attendu à passer le cap de la FDA prochainement est un anticorps marqué à l’I-131. L’anticorps est dirigé contre le CD20 qui est présent sur les lymphomes B et les lymphocytes B dans certains stades de maturation. Nous avons la chance à Lausanne et Genève, chance partagée avec Londres, de pouvoir participer dans l’étude multicentrique, autrement 100 % américaine, de traitement de lymphomes B non-Hodgkiniens de bas grade par cet anticorps radioactif. L’étude et les 7 premiers patients inclus dans le protocole VD-Ge seront présentés.

7 juin 2000

Apports et limites des nouvelles technologies de l’information et de la communication dans la formation

Jean-Louis RICCI Responsable de l’UNéED’IP – EPFL

Les nouvelles technologies de l’information et de la communication – NTIC, ont le vent en poupe. Elles ouvrent de nouvelles perspectives notamment dans la formation et l’enseignement. Au début, d’aucuns y voyaient la panacée à tous les problèmes économico-pédagogiques dans un libre marché émergeant de la formation, alors que d’autres n’y voyaient qu’une énième technologie éducative miroir aux alouettes. De nombreuses expériences ont été conduites. Le champ d’application est très large et va de l’enseignement assisté multimédia à l’enseignement à distance. Bien que tout ne soit pas encore exploité en la matière, les choses se mettent petit à petit en place. Il est maintenant venu le temps de tirer les premiers bilans. A partir de quelques cas concrets et de l’analyse de projets pilotes, seront précisées les applications possibles, les investissements requis, les gains obtenus, les potentialités et aussi quelques problèmes rencontrés. Le sujet sera abordé principalement sous l’angle pédagogique et de ces implications pour l’enseignant, pour les étudiants et pour l’institution.

09 juin 2000

MIse au point d'une référence primaire d'activité de radon 222

Jean-Louis PICOLO Laboratoire National Henri Becquerel, CEA/Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette

Le radon 222 apparaît, ainsi que le montrent des travaux de plus en plus nombreux, comme la source d'irradiation principale à laquelle sont exposés tous les êtres humains. La somme des données actuellement disponibles tend à prouver que la dose due à l'inhalation des descendants à vie courte du radon représenterait, industrie nucléaire incluse, près de la moitié de la dose reçue par l'homme. Une bonne métrologie du radon 222 et de ses descendants est donc nécessaire pour apprécier avec une plus grande exactitude le risque dû à l'exposition des populations à ces rayonnements d'origine naturelle. Toutes les mesures de radon 222 sont actuellement reliées à un étalon de radium 226. Il n'existait pas, à notre connaissance, jusqu'à ce jour, de système de mesure absolue pour le radon 222. Le but de notre travail a donc été l'étude et la réalisation d'un dispositif permettant d'effectuer des mesures absolues d'activité de radon 222 en vue de l'élaboration d'une référence primaire. Le principe de la mesure repose sur le comptage en géométrie définie des particules alpha émises par le radon 222 condensé en un point froid. L'étude et la caractérisation du système cryogénique spécialement développé à cet effet sont décrites. Les résultats et les incertitudes des mesures effectuées sont présentés.

26 mai 2000

The OFMET Standards of Absorbed Dose to Water

GERHARD STUCKI Swiss Federal Office of Metrology

There are three basic methods currently used for the absolute determination of absorbed dose to water: calorimetry, chemical dosimetry and ionisation dosimetry. At present, these are the only methods that are sufficiently accurate to form the basis of primary standards for measurements of absorbed dose to water. OFMET is developing various experimental approaches to establish standards of absorbed dose to water. These standards are described briefly and some preliminary results are presented: The Fricke standard of absorbed dose to water determines the response of Fricke solution using the total absorption of an electron beam in the solution. Knowing the electron energy, the beam current and the absorbing mass accurately, the total absorbed dose can be determined and related to the change in absorbance of the Fricke solution as measured spectrophotometrically.

The water calorimeter offers direct determination of the absorbed dose to water in a photon beam at the reference point in a water phantom. The OFMET sealed water calorimeter is a copy of the Canadian primary standard and was built by NRC in the frame of a research collaboration with OFMET. It consists of a small glass vessel containing high-purity water and a thermistor detector unit. The temperature increase of the water due to the absorbed dose is measured. Water purity is important because the heat defect of water is strongly influenced by impurities. With the sealed water arrangement high-purity water can be saturated with various gases to create a mixture for which the heat defect has a well-defined and stable value.

5 mai 2000

Imagerie médicale par ultrasons Quantification des paramètres

Nadia TOUTAOUI

Commissariat à l'énergie atomique, Centre de radioprotection et de sûreté, Alger

L’utilisation des rayonnements ultrasonores, dans le domaine médical, s’est accrue considérablement, notamment dans les domaines de l’imagerie médicale (échographie, échocardiographie, tomographie ultrasonore), de la caractérisation tissulaire (pathologies cancéreuses, analyses de sang, étude des suspensions biologiques) et de la thérapie (hyperthermie, lithotripsie, traitement de tumeurs). Auparavant, une image échographique était considérée comme un outil d’évaluation des structures anatomiques en temps réel. Des récents développements en qualité d’image, de nouvelles techniques d’imagerie et des progrès en puissance de calcul ont cependant conduit à une augmentation des activités de recherche en quantification (caractérisation tissulaire). La caractérisation tissulaire est une approche qui utilise l’information ultrasonore. Ce terme regroupe toutes les techniques et les méthodes qui, à partir d’une onde ultrasonore, cherchent à extraire séparément des paramètres d’interaction avec le tissu qui soient significatifs d’un point de vue médical et qui permettent de visualiser la signature ultrasonore adéquate pour un diagnostic différencié. La méthodes de la transformée de Fourier à courte période (Short Time Fourier Transform) permet d'estimer à une échelle locale l'évolution de la composition spectrale du signal. Cette technique fournit une estimation de la puissance instantanée: une fenêtre d'échantillonnage temporelle isole une certaine longueur du signal, associée à une tranche de tissu, le spectre de puissance associé est alors calculé. La fenêtre d'échantillonnage est déplacée d'un petit incrément

temporel et on calcule à nouveau le spectre de puissance associé à la tranche de tissu ainsi définie. On construit ainsi progressivement une représentation temps-fréquence (ou profondeur explorée-fréquence) du signal qui illustre clairement l'évolution spectrale de la ligne échographique. Le développement d’une imagerie ultrasonore qualitative à une imagerie quantitative contribue de façon considérable aux performances cliniques et à l’efficacité en offrant au médecin un mode d’imagerie mature et non invasive.

31 mars 2000

Transfert du radiocobalt rejeté par les centrales de Mühleberg et de Beznau dans les sytèmes aquatiques de l’Aar, du Rhin et du lac de Bienne

Achim Albrecht Institute of Plant Sciences, ETH, Versuchstation Eschikon, 8315 Lindau

Lors d’un rejet radioactif, un radioélément donné passe d’un système artificiel, contenu dans une cuve de stockage, à un système naturel. Son comportement n’est donc pas seulement gouverné par des réactions chimiques relativement simples et qui peuvent être reproduites en laboratoire, mais il est aussi influencé par les mécanismes complexes encore peu connus qui régissent les systèmes naturels. Les résultats théoriques seront confrontés aux mesures pratiquées in situ en aval des centrales de Mühleberg et de Beznau où l’échantillonnage peut être effectué dans l’Aar, dans le lac de Bienne et dans le Rhin. Un modèle de transport est nécessaire pour simuler l’évolution des rejets dans les deux systèmes aquatiques. Le transport en rivière est calculé par les équations d’advection et de dispersion, le transport dans le lac est représenté par le temps de résidence de l’eau et les caractéristiques physiques de ce plan d’eau. Les résultats permettent d'appréhender les variables les moins bien connues du modèle, comme la concentration en ligands organiques, la constante d’équilibre pour la complexation organique ou la relation entre la masse des particules et le nombre de sites d’adsorption.

18 février 2000

Le radon, un hôte irradiant et sournois

Georges PILLER Office fédéral de la santé publique

Le radon, gaz rare naturel et radioactif, peut s’immiscer dans nos habitations et provoquer le cancer du poumon. Des valeurs directrices et des valeurs limites contraignantes concernant le radon ont été établies en Suisse. Les cantons doivent établir un cadastre des régions à concentrations accrues de radon d'ici à 2004. Les critères recommandés par l'OFSP pour l'établissement de ce cadastre et l'état actuel de la carte du radon seront présentés. La stratégie de l'OFSP consiste à éviter et à abaisser les concentrations trop élevées. Pour cela une information spécifique aux propriétaires de maisons, aux maîtres d'ouvrages et aux spécialistes du bâtiment est nécessaire. De plus, une formation comprenant les méthodes de prévention et d'assainissements doit être mise sur pied. Les différentes mesures envisagées par l'OFSP seront également discutées lors de ce séminaire.

10 décembre 1999

Location du point d’interaction d’un rayon gamma dans un bloc de scintillateur à l’aide de réseaux de neurones artificiels

Dr Christian MOREL, PD Division de médecine nucléaire, HUG, Genève

Les détecteurs actuellement utilisés en tomographie par émission de positons (TEP) sont généralement constitués de blocs de scintillateur tout ou partiellement segmentés en petites cellules. Ces blocs de détection sont optiquement couplés à plusieurs photomultiplicateurs par leur face arrière. Une combinaison linéaire des signaux délivrés par ces photomultiplicateurs (logique Anger) permet de déterminer dans quelle cellule a été détecté le photon d'annihilation. L'incertitude liée à la profondeur d'interaction de ce photon constitue cependant une source de bruit qui dégrade la résolution de l'image, particulièrement dans les régions excentrées du champ-de-vue. Le développement d'une nouvelle méthode basée sur l'utilisation de réseaux de neurones artificiels permet d'exploiter le principe de division de lumière dans un scintillateur afin de localiser en trois dimensions le point d'interaction d'un rayon gamma dans le détecteur. La résolution spatiale évaluée pour la simulation Monte Carlo d'un cube de CsI(Tl) de 2 cm d'arête couplé à 24 photodiodes PIN est inférieure à 2 mm fwhm dans les trois directions. Pour comparaison, la résolution spatiale fournie par une logique Anger utilisant uniquement les photodiodes couplées à la face arrière du cube scintillant est d'environ 3.5 mm fwhm pour le même dispositif expérimental. La possibilité d'utiliser des photodiodes à avalanches (APD) avec un cristal scintillant de moindre efficacité lumineuse sera discutée sur la base de caractéristiques mesurées pour des APDs de 5 mm de diamètre ayant un gain d'environ 70 et de nouveaux composés scintillants à base de lutécium, plus denses et plus rapides que le germanate de bismuth (BGO) qui est utilisé aujourd'hui comme matériau scintillant dans les

tomographes à positons.

5 novembre 1999

Validation dosimétrique de la modulation d’intensité en radiothérapie

Antonella FOGLIATA COZZI, Istituto Oncologico della Svizzera Italiana, Divisione Radioterapia, Unità di Fisica Medica, Bellinzona

Les mesures présentées dans ce travail constituent une partie de la procédure de validation dosimétrique pour la modulation d’intensité de faisceaux de photons en radiothérapie. Elles se basent sur le système de planification des traitements “Helax TMS”, avec une segmentation obtenue en utilisant un collimateur à lames multiples. L’étude se concentre sur la précision de calcul en comparant avec les résultats expérimentaux. La structure de cette validation est basée sur des formes prédéfinies qui constituent le point de départ des calculs effectués par le logiciel TMS. Les mesures de dose en profondeur, les profils et les facteurs d’ouverture du champ ont été effectués avec des faisceaux de photons de 6 et 15 MV produits par un accélérateur linéaire Varian Clinac 2100, équipé d’un collimateur à 80 lames. Cette validation des calculs est le premier pas vers l’implémentation de cette technique. Différentes méthodes d’optimisation d’intensité seront ensuite étudiées afin d’appliquer cette modalité avancée de traitement.

22 octobre 1999

Research Programs of the Center for Radiopharmaceutical Science of ETH, PSI and USZ

Prof. Dr. P.A. Schubiger ETH, Zürich

The Center for Radiopharmaceutical Science is part of the PSI Life Science Department and the Professorship of Radiopharmacy at ETH together with the PET-chemistry group at the university hospital Zurich. The common research theme consists in the search for radionuclide-labeled tracer molecules, which bind to specific targets in the body. Radiopharmaceuticals are developed for functional imaging of specific neuroreceptor systems (e.g. glutamatergic system in connection with Alzheimer) using mainly PET-methodology. Much effort is given to research in systemic delivery of therapeutically effective radiation to tumor cells with specific vehicles (antibodies, peptides).

18 juin 1999

Le système international de référence (SIR) et son extension : un outil essentiel pour le degré d'équivalence

G. RATEL BIPM, Sèvres

Après avoir défini le cadre dans lequel le Système international de référence pour les mesures d'activité d'émetteurs de rayons g (SIR) a été établi il sera indiqué les raisons qui ont présidé à sa création. Une présentation rapide des techniques expérimentales de mesure qui y sont mises en oeuvre précédera la discussion des résultats obtenus et permettra de préciser les limitations du système. Son extension afin d'inclure les gaz radioactifs et les émetteurs b sera ensuite évoquée. La dernière partie de l'exposé traitera du degré d'équivalence et de l'utilisation des tables du SIR pour la définir.

28 mai 1999

K-edge Subtraction Coronary Angiography at the ESR

Stefan FIEDLER, PhD Medical Beamline European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble

K-edge Digital Subtraction Angiography (KEDSA) for the visualization of the coronary arteries is one of the most advanced medical applications of synchrotron radiation [1],[2],[3]. Unlike in the standard clinical method, the risk accompanied by intra-arterial catheterization is reduced by an intra-venous injection of the contrast agent (iodine solution). On the condition that comparable radiation doses and initial concentrations of the contrast medium are applied, the much higher dilution of the injected bolus when arriving at the heart is compensated by an optimal adjustment of the X-ray energies which bracket the K-edge of the contrast agent. A dedicated installation for human examinations has been built at the Medical Beamline of the European Synchrotron

Radiation Facility (ESRF). The instrumentation and the imaging techniques will be described, namely the X-ray optics, the positioning and the detection system as well as the patient safety system. Results of in vivo studies performed on pigs that served as a last test before the start of the patient program will be presented. Further, the use of an alternative Gadolinium-based contrast agent will be discussed. [1] W.Thomlinson et al., Rev. Sci. Instrum. 63(1), (1992), 625 [2] W.R.Dix, Prog. Biophys. Molec. Biol. 63, (1995), 159 [2] H.Elleaume et al., NIMA; (1999), accepted for publication

7 mai 1999

Caractérisation des propriétés dosimétriques de détecteurs semi-conducteurs pour la dosimétrie in-vivo

Jean-Yves Ray Service de radiothérapie, Hôpital de Sion

La dosimétrie in-vivo exécutée à l’aide de détecteurs semi-conducteurs est une méthode efficace pour le contrôle de la dose reçue par un patient au cours d’une séance de radiothérapie externe. Une bonne précision peut être obtenue lorsque les facteurs de correction pour chaque paramètre influençant la réponse du détecteur sont préalablement déterminés avec soin. L’objectif du projet présenté a été de définir précisément les facteurs de correction pour un ensemble de détecteurs destinés à la dosimétrie in-vivo. Les caractéristiques de base, en particulier la dépendance de la réponse des détecteurs en fonction de la température et de l’incidence du faisceau d’irradiation, ont été examinées. Des facteurs de correction ont été déterminés pour chaque paramètre du champ d’irradiation, ainsi que pour les modificateurs de faisceau utilisés en routine. Ceci comprend respectivement, la grandeur de champ et la distance source-peau, de même que la présence d'un filtre en coin ou d'un plateau "porte-cache". L’implémentation d’un tel système de dosimétrie in-vivo est actuellement en cours d’évaluation clinique à l’Hôpital de Sion.

16 avril 1999

MODULER LA RADIOSENSIBILITÉ TUMORALE, UNE APPROCHE MULTIFACTORIELLE

Philippe A. Coucke, MD, PD, MER Laboratoire de Radiobiologie, CHUV

Il n'y a pas une seule cause de radiorésistance; plusieurs facteurs sont à l'origine de la non-réponse tumorale aux radiations ionisantes. Au laboratoire de radiobiologie, nous élaborons étape par étape une stratégie qui tente de tenir compte d'un certain nombre de ces causes de radiorésistance. Nous avons démontré l'efficacité d'un dérivé de nucléosides tel que le FMdC [(E)-21-Deoxy-(fluoromethylene)cytidine] tant in vitro qu'in vivo (xénogreffes de tumeurs humaines telles que WiDr, C33-A et U87 MG dans les souris nues). Cette drogue est essentiellement active sur les cellules en phase de décroissance (phase S) et son activité s'explique par un effet sur le cycle cellulaire et sur la ribonucléotide réductase (réduction drastique du dATP). Nous modulons l'effet radiosensibilisateur et cytotoxique du FMDC avec des dérivés de xanthine, actifs essentiellement sur des cellules mutées pour le p53 (gardien du génome; 60-80 % des tumeurs humaines ont ce type de mutation). L'avantage de ces xanthines (PTX = Pentoxifylline et plus récemment LSF = Lisofylline), hormis leurs effets relativement sélectifs pour des cellules p53 mutées, réside également dans leur capacité de modifier le taux d'oxygénation tumorale in vivo par un effet

sur l'hypoxie intermittente. Dans ce même esprit, nous testons une drogue bioréductive c.à.d. toxique pour les cellules hypoxiques (Tirapazamine = SR4233) associée au FMdC et à la radiothérapie. Par ailleurs SR4233 semble également être un modulateur de l'effet des cytostatiques tels que le CDDP (cisplatine) et le FMdC. Le but final est d'arriver à un modèle in vivo où on associe FMdC (effet sur la prolifération et la réparation, effet

radiosensibilisateur et antimétastatique), le SR4233 (effet sélectif sur les cellules hypoxiques et modulateur de l'effet cytotoxique du FMdC) et le LSF (effet sur l'oxygénation tumorale in vivo et modulateur de l'effet des cytotoxiques ou de radiations ionisantes sur des cellules p53 mutées par effet sur le cycle cellulaire).

19 mars 1999

The use of U-series isotopes as natural tracers and their application for dating Quaternary rocks

Dr J. Eikenberg Paul Scherrer Institut, Villigen

The decay of the long-lived primordial radionuclides 238U, 235U and 232Th towards stable end-members (i.e. 206Pb, 207Pb, 208Pb) involves a complex series of radionuclides with highly different half lives and chemical properties. The U- and The-series are therefore very suitable to be applied as natural tracers for determination of exchange processes of

component with different isotope patterns. An example will be presented using 228Ra/226Ra/224Ra and 87Sr/86Sr relationships to determine interactions between ground and river water. Furthemore, due to their different geochemical behavior, states of disequilibrium between progenitor - progeny radionuclides are permanently produced in nature. These fractionations, for instance between Th and U, enables the U-series to be taken as a powerful tool for investigating young magmatic processes as well as for dating young rocks in the sedimentary or marine environment. In total, combining the chronometers 230Th/234U, 226Ra/230Th and 210Pb/226Ra, the U-series cover a time span ranging from recent to about 106 years. An example will be given where the growth evolution of a young travertine cave is determined using 230Th/234U ingrowth dating. Ages obtained via 230Th/234U are then compared to those from a second chronometer based on decay of excess 226Ra.

29 janvier 1999

Experimental Determination of the Transfer of Short-Lived Radon Progeny Deposited in the Human Respiratory Tract to the Blood Circuit

Gernot Butterweck-Dempewolf Paul Scherrer Institut, Villigen

Inhalation of short-lived radon progeny in the domestic environment is the greatest source of radiation exposure of the general population. The research of the European Union in this field is centered on the improvement of risk assessment, induced by the discrepancy between risk coefficients obtained with epidemiological and dosimetric approaches. Within the European radon research project RARAD, the radon group of the Paul Scherrer Institut performs experiments for a better experimental quantification of the transfer of short-lived radon progeny from the respiratory tract into the blood of human volunteers. The main taste of the PSI is to study the behaviour of the unattached fraction of radon progeny in the size range below 10 nm. The experimental approach together with first results are presented.

4 décembre 1998

COMMENT LE PUBLIC ET LES PROFESSIONNELS COMPRENNENT-ILS LA RADIOACTIVITÉ ET LA RADIOPROTECTION ?

Denise ADLER Laboratoire de didactique et d'épistémologie des sciences, Université de Genève

Que ce soit dans le cadre de leur profession ou à la suite de situations accidentelles ayant entraîné la dispersion de produits radioactifs, de plus en plus de personnes ont à prendre en compte la radioactivité dans leur quotidien. Cette situation pose la question de la compréhension des concepts de base de la radioprotection par les non-spécialistes, et plus largement de la maîtrise des savoirs complexes dans les domaines de la santé, de l'environnement et des technologies. Des résultats d'enquêtes et tests effectués sur le terrain en Biélorussie dans le cadre d'un projet européen seront exposés et mis en discussion, afin de mettre en perspective les représentations de la population et des professionnels, le cadre conceptuel, les connaissances pertinentes et les attitudes envers les mesures proposées pour réduire le risque. Enfin un projet de recherche en Suisse Romande sera présenté.

13 novembre 1998

The Probabilistic Element in Radiation Therapy

Michael GOITEIN MGH, Boston

There are many aspects of Radiation Therapy which are fundamentally probabilistic in nature and which have the consequence that actions taken are not simply deterministic. This talk will focus on issues such as : • The response of a tumor to radiation, for example, is stochastic in nature; the outcome for as nearly as possible identical tumors to as nearly as possible identical irradiations may be entirely different. In addition, there are very probably patient-to-patient variations in radiation sensitivity. How should those be taken into account? • Then, too, the location and extent of a tumor may be in doubt, as may be the malignant potential of a suspicious mass. What should be the strategy for dealing with such uncertainties? • Error analysis is intrinsic to physics but, incomprehensibly, it is largely lacking in the application of physics to radiation therapy. How can error analysis be included in planning treatments? Is the use of the "Planning Target Volume" a sufficient solution? • When margins (in dose or in space) are left, how large should they be?

30 octobre 1998

Direct Ion Storage (DIS) : A promising technique for future dosimetry systems

Christian WERNLI PSI, Villigen

In May 1995 a patent was published on a „Radiation Detector based on Direct Ion Storage". The principle of this detector was described by Jukka Kahilainen beginning with "A method for detecting ionizing radiation by allowing the radiation to affect the surface of the floating gate of a MOSFET transistor through an air or gas space. ....". The Radiation Metrology Section of PSI was involved in some of the processes to develop a new personal dosimetry system based on DIS. The physical basis for the DIS dosimeter will be reviewed along with some of the issues associated with the expected long-term stability and reliability of the MOSFET structure under various operating conditions. Recent data from tests performed to assess the dosimetric accuracy, stability and reliability of the first commercially produced units for photon and beta radiation will be presented. Special detectors have been developed for neutron dosimetry. Their design may be optimized either for a flat energy response or for a very high sensitivity at thermal neutron energy. Results of test irradiations in neutron fields from thermal up to 45 MeV neutron energy are presented with indication of dependence of the detection limit for neutrons on the photon dose for various dosimeter designs.

25 juin 1998

Programmes de contrôle de qualité dans un service de radiodiagnostic hospitalier

J. Stines, A. Noël C.H.U A. Vautrin - Nancy (France)

L’efficacité de l’examen mammographique est étroitement corrélé à la qualité de l’image. Le contrôle de qualité des installations est donc la pierre angulaire pour obtenir une mammographie de très haute qualité. Fort de cette certitude, nous nous sommes engagés depuis 1990 dans le développement d’un protocole de contrôle de qualité. Nous avons mené une étude de faisabilité sur 4 installations et évalué les coûts avant d’appliquer ce protocole en routine. Estimant qu’aucun fantôme commercialisé ne permettait d’évaluer la qualité globale de l’image de manière satisfaisante, nous avons développé un fantôme équivalent-sein, le MTM100, simple d’utilisation, peu onéreux, sensible à de petites variations et permettant d’obtenir un score représentant la qualité de l’image. Initialement développé pour les besoins de notre service ce programme a été évalué à l’échelon départemental sur 28 installations de la Meurthe et Moselle et finalement a largement inspiré les travaux du Groupe Interdisciplinaire de Mammographie. Ce groupe interdisciplinaire a publié, en 1994, des recommandations sur l’assurance de qualité en mammographie et précisé les critères d’acceptabilité des performances, devançant ainsi pour la mammographie les exigences de la directive européenne 97/43/Euratom. Depuis 1996, ce protocole est appliqué dans le cadre de la campagne de dépistage sur notre département regroupant 35 installations. La rédaction d’un protocole détaillé a été effectuée et un cahier de suivi annuel des installations élaboré. Le protocole a été informatisé et l’ensemble est géré par une base de données développée sous 4D. La fiche récapitulative des résultats et la fiche de conformité des contrôles pour chaque mammographe contrôlé sont automatisées et facilitent grandement la rédaction du constat des contrôles effectués. Les recommandations du GIM ont été retenues, par le Ministère de la Santé, pour être appliquées dans les programmes de contrôle de qualité du programme national de dépistage systématique du cancer du sein en France. A la demande du Ministère de la Santé nous venons d’effectuer l’évaluation de l’application de ce protocole de contrôle de qualité au niveau national et avons réalisé une synthèse des résultats obtenus pour les différentes campagnes en cours (21 départements, 843 départements). De plus l’utilisation largement répandue du MTM100 nous permet de préciser la qualité de l’image et la dose délivrée pour des conditions standards sur un grand nombre d’installations. La nécessité d’une harmonisation des pratiques est apparu et nous conduit à essayer de mieux expliquer le contenu des recommandations du GIM. Actuellement, nous diffusons un protocole national de contrôle de qualité des installations de mammographie qui précise les modalités d’application du contrôle de qualité, les critères d’admission et les critères d’exclusion dans les campagnes de dépistage du cancer du sein. Le protocole de contrôle de qualité y est détaillé à l’usage des intervenants et plus particulièrement pour les services extérieurs réalisant les contrôles. Parallèlement, la formation des différents intervenants, pour la mise en place et la réalisation des programmes de contrôle de qualité, n’a pas été négligée. Depuis 5 ans, nous participons, avec la Fédération Nationale des Médecins Radiologues, à l’initiation puis au perfectionnement des radiologues (˜500) et des manipulateurs (˜300). Enfin, avec le Comité National de Pilotage des campagnes du Ministère de la Santé nous avons initiés les organisateurs de programme aux arcanes des contrôles de qualité et réalisé une formation nationale des physiciens médicaux et ingénieurs biomédicaux responsables des contrôles de qualité pour les campagnes départementales.

29 mai 1998

Dépistage du cancer du sein dans le canton de Vaud 1993-1997

J.-P. De Landtsheer Fondation pour le dépistage du cancer du sein, Lausanne

En Suisse, le cancer du sein est le plus fréquent chez la femme. Il est également responsable d’un nombre élevé de décès. Les connaissances actuelles à propos des causes à l’origine du cancer du sein sont encore mal connues et seul

son diagnostic précoce par un dépistage mammographique permet d’en améliorer le pronostic grâce à une plus grande efficacité thérapeutique. Plusieurs études consacrées au dépistage du cancer du sein par mammographie ont été conduites aux Etats-Unis et dans divers pays européens. Elles ont démontré que le dépistage permet d’éviter jusqu’à 40% des décès dus au cancer du sein. Deux conditions fondamentales doivent être satisfaites : le taux de participation des femmes au dépistage doit être le plus élevé possible afin d’éviter un effet de dilution du bénéfice et la qualité de l’examen de dépistage doit être d’un très haut niveau. La Fondation pour le dépistage du cancer du sein a conduit entre 1993 et 1997 un programme expérimental de dépistage dont l’objectif était de déterminer si dans le contexte sanitaire et culturel vaudois, il est possible d’obtenir des bénéfices comparables à ceux enregistrés dans le cadre des études mentionnées. Le bilan du programme, établi au 31 décembre 1997 est encourageant. Près de 70% des femmes concernées étaient au bénéfice de la mammographie de dépistage, 67 cancers avaient ainsi été dépistés et les indicateurs de performances montraient un niveau satisfaisant de la qualité. Forte de ces résultats et à la faveur de la modification de l’ordonnance sur les prestations de soins qui prévoit le remboursement de la mammographie de dépistage à partir de 1999, la Fondation prépare l’extension de son programme à l’ensemble du canton de Vaud.

27 mars 1998

Characterisation of Scanners Used for Digitising Medical Radiographs

C. Hoeschen Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig, Germany

To characterise scanners which should be used for special applications it is necessary to define requirements which have to be fulfilled by the scanner. This talk will define such requirements for a scanner used for digitising medical radiographs of the thorax. Different objectives will lead to different demands for the digitiser. These demands will be derived for some aspects characterising imaging systems, such as spatial resolution, characteristic curve, digitising effect and partially the noise. There will be a description how to measure the values in question for the application of scanning medical radiographs. The problems with these measurements will be pointed out during the talk as well. For example two different ways to measure the spatial resolution of digital systems will be presented. At least, some results of measurements made by PTB on different scanners will be presented and the different scanners will be classified.

24 mars 1998

The NPL absorbed dose to water standard for radiotherapy electron beams

Dr David Burns Bureau International des Poids et Mesures - Sèvres

The UK primary standard of absorbed dose to water for electron beam radiotherapy is a graphite calorimeter. An important feature of the calorimeter design is its simplicity and robustness - no vacuum system is required, nor does the calorimeter incorporate a system for electrical calibration. Absorbed dose to graphite is determined with an uncertainty of around 0.3% (1s). Conversion to absorbed dose to water makes use of a new method for determining ratios of electron stopping powers, which combines experimental range measurements and Monte Carlo calculations. A new method of beam quality specification has been developed, which reduces the uncertainty associated with transfer of calibrations to the clinic. The overall uncertainty in clinical reference dosimetry is estimated to be around 0.6%.

27 février 1998

ÉTUDE DOSIMÉTRIQUE D’UNE SOURCE D’YTTRIUM-90 (ÉMETTEUR b-) UTILISÉE POUR L’IRRADIATION ENDOCORONAIRE APRÈS ANGIOPLASTIE

Philippe NOUET Service de radio-oncologie, Hôpital cantonal universitaire de Genève

La dilatation des artères par ballonnets sous voie percutanée est un mode de traitement non chirurgical de la maladie coronarienne. Cependant, après dilatation, des sténoses surviennent dans 30 à 40 % des cas. L’action anti-prolifératique des radiations ionisantes ayant la propriété bien connue de prévenir la formation de cicatrices extrophiques, l’utilisation de ces mêmes rayonnements en pathologie vasculaire a été entreprise. Le système idéal en cardiologie doit être simple, rapide (< 10 min), efficace et exposant le moins possible le personnel. L’iridium-192, qui était jusqu’à maintenant l’isotope le plus utilisé, est donc progressivement abandonné pour les PTCA au profit d’émetteurs b-. A l’hôpital cantonal de Genève, l’émetteur b- utilisé est de l’yttrium-90 (Emax = 2.42 MeV, Emoy = 0.94 MeV) sous forme de fil. Les résultats dosimétriques (débit, homogénéité, symétrie, rendement...) seront présentés pour différents diamètres de ballonnets et divers remplissages de ceux-ci (air, eau, contraste). L’amélioration de ces caractéristiques sera étudiée en fonction de l’évolution technologique des ballonnets et de la source utilisée. Enfin, nos résultats seront comparés à ceux

obtenus avec des détecteurs autres que les pastilles thermoluminescentes que nous utilisons.

24 octobre 1997

Le rayonnement naturel dans les habitations

Dr U. JOHNER Section de surveillance de la radioactivité, Fribourg

Pour évaluer l'exposition externe en Suisse, des mesures de débit de dose ont été exécutées sur l'ensemble du territoire à l'extérieur comme à l'intérieur d'habitations. Un des buts était d'estimer l'influence de la civilisation sur les niveaux du rayonnement naturel. Les mesures systématiques tout d'abord effectuées dans la région de Fribourg ont montré de très grandes variations du débit de dose en fonction de la construction des bâtiments et de la position des détecteurs. Pour cette raison, le projet a englobé des mesures à l'échelle nationale en privilégiant les pièces de séjour. Nous présentons ici les systèmes de mesure impliqués ainsi que les résultats des évaluations systématiques dans différents immeubles, comme ceux concernant l'ensemble du pays.

27 juin 1997

The perception probability curve (PPC-) technique: The statistical chance of detail detection according to its contrast on practical radiographs

Dr Romain Bollen Belgium

When the percentage of detected details is plotted on a cumulative probability scale versus detail contrast, a linear relation shows-up. Precise prediction of the perception chance of details with whatsoever contrast is rendered possible. There is a direct relation to the four possible ROC outcomes (true positive, false positive, true negative and false negative).

13 juin 1997

THE MEDICAL BEAMLINE AT THE ESRF : PRESENT PROGRAMS AND FUTURE PROSPECTS

Per SPANNE, Ph.D. ESRF, Grenoble

A beamline for medical applications of synchrotron radiation is presently commissioned at the ESRF. Three core programs are envisaged : coronary angiography using intravenous injection of the contrast agent, computed tomography using monoenergetic x-rays and preclinical microbeam radiation therapy validation studies. The beamline will also serve as a test facility for other types of medical physics experiments. Particularly interesting is the coherence properties of the source, which make it well suited for studies of new imaging techniques based on phase contrast.

30 mai 1997

Contrôle de qualité des médicaments radiopharmaceutiques

Dr Gérard GALY CERMEP - Cyclotron Biomédical, Université Claude Bernard Lyon 1

Dans le cadre de l'harmonisation des législations des pays membres de la CEE en matières de produits pharmaceutiques, une directive du Conseil des Communautés Européennes en date du 3 mai 1989 fait accéder le produit radiopharmaceutique au rang de médicament à part entière. La France reprend à son compte cette directive dans un texte de loi du 8 décembre 1992 qui ne laisse planer aucun doute sur l'entrée du médicament radiopharmaceutique dans le monopole pharmaceutique. Ces dispositions ont le mérite de clarifier la situation tant pour l'industriel que pour l'utilisateur. Car, contrairement à la grande majorité des médicaments traditionnels, fabriqués entièrement par l'industrie et livrés prêt à l'emploi, le radiopharmaceutique nécessite une intervention plus ou moins élaborée avant son utilisation, en particulier dans le cadre hospitalier. Cet acte pharmaceutique engage la responsabilité du radiopharmacien qui doit, de par la loi, assurer une qualité irréprochable au produit délivré à la médecine nucléaire. Cette implication légale du pharmacien dans la médecine nucléaire traditionnelle et dans les centres cyclotrons médicaux devrait bouleverser bien des habitudes. Il importe désormais de délimiter le cadre et l'ampleur du contrôle de

qualité qui incombe au radiopharmacien attaché au service de médecine nucléaire.

25 avril 1997

OSIRIS : Logiciel interactif de manipulation et d'analyse d'images médicales

Dr Osman RATIB, MD, Ph.D Clinique de Genolier

Le logiciel OSIRIS a été développé à l'Hôpital Cantonal Universitaire de Genève pour permettre la manipulation et l'analyse des images médicales par des utilisateurs non initiés aux techniques informatiques. Afin d'assurer une portabilité sur différents types d'ordinateurs et une adaptabilité plus aisée dans différents environnements cliniques, ce logiciel est développé en langage orienté objet (C++). Il se base sur un interface graphique de multi-fenêtrage dont les fonctions sont accessibles sous formes d'icônes, de boutons et de menus déroulants. Deux versions ont été développées simultanément: l'une pour les ordinateurs Macintosh et l'autre pour les stations Unix utilisant l'interface graphique X-window. La version Unix est utilisable sur un grand nombre de stations de travail actuellement disponibles sur le marché. Plus récemment nous avons entrepris la réalisation d'une version adaptée au système MS-Window utilisable sur les ordinateurs PC et compatibles. L'interface d'utilisation est parfaitement identique sur les différents types de stations de travail. Dans sa forme de base le logiciel OSIRIS comprend déjà des outils simples de mesure et de manipulation des images (ajustement et traitement de l'image, mesure de distances angles et surfaces etc...). Cette plate-forme de base comprend déjà une boîte à outils permettant relativement rapidement la réalisation de logiciels sur mesure pour satisfaire les besoins des cliniciens ou des chercheurs. Le logiciel OSIRIS est conçu pour être facilement extensible et permettre l'adjonction de nouveaux outils de mesure et d'analyse des images. Il a déjà fait l'objet de développements complémentaires par des utilisateurs de différentes spécialités. Le logiciel OSIRIS a été largement distribué à un grand nombre d'institutions en Europe, aux États Unis et au Japon. L'objectif de distribuer ce logiciel gratuitement est de créer des liens et des collaborations avec de nombreux centres travaillant sur des projets d'imagerie numérique. Le logiciel OSIRIS étant conçu pour servir de base pour le développement d'outils d'analyse automatique et d'aide au diagnostic il a déjà fait l'objet de nombreuses adjonctions spécifiques à des besoins cliniques particuliers.