JNMG - Vendredi 10 octobre 2014

CNIT Paris - La Défense

Rayonnements ionisants: répondre aux questions des patients

LES RAYONNEMENTS IONISANTS: QUELS RISQUES POUR LA SANTE

UNE AFFAIRE DE DOSE

Pr Pierre BEYProfesseur émérite de Cancérologie-Radiothérapie, Université de Lorraine Ancien directeur de l’Institut de Cancérologie de Lorraine et de l’hôpital de l’Institut Curie, Paris

DÉCLARATION D’INTÉRÊT – TRANSPARENCE

Co-président du Conseil Scientifique Santé et Energies, EDF (2013)

LES RAYONNEMENTS IONISANTS

Energie > 13 eV pour ioniser un atome

Action directe et indirecte sur l’ADN (mort cellulaire, restitutio ad integrum,

réparation fautive)

Nature des RI: - Rayonnements électromagnétiques: rayons x et gamma (photons)

- Rayonnements particulaires: électrons (beta-), positons (beta+), particules alpha (hélium), hadrons (protons - neutrons - ions carbone)

Origine des RI:- Naturelle (depuis la nuit des temps)

- Artificielle (depuis 1895: rayons X, 1898: radium et 1934: radioactivité artificielle)

SOURCES DE RAYONNEMENTS IONISANTS

Naturelle - Externe : cosmique (varie avec l’altitude), terrestre (varie de 1 à 50)

- Interne (K40, C14), ingestion, inhalation (radon 222)

Artificielle (générateurs Rx et d’hadrons + radioéléments naturels et artificiels)

- Médecine: Radiologie, Radiothérapie, Médecine Nucléaire

- Militaire: H et N, essais nucléaires atmosphériques (520 entre 1945 et 1980)

- Industrielle: centrales nucléaires, autres

- Scientifique

- Déchets radioactifs

Principaux risques: usage militaire (10 pays: 6 000 têtes nucléaires), accidents

industrie, médecine), terrorisme

DOSIMÈTRES : LA DOSE SE MESURE AVEC UNE GRANDE PRÉCISION

DOSE : "TOUT EST TOXIQUE, RIEN… DOSE"

Dose absorbée : gray (Gy)(fortes doses : 1-80 Gy)

E absorbée par unité de masse de matière (1J/Kg)

Dose équivalente : sievert (Sv) "radioprotection"

dose estimée, prend en compte la qualité du rayonnementpour x, β, γ = 1, pour α, neutrons = 5 à 20

Dose efficace = (Sv) millisievert (mSv) prend en compte le rayonnement et les tissus

(faibles doses: <1 000 mSv et >100 mSv) (très faibles doses: <100 mSv)

Activité : bécquerel (Bq), nombre de désintégrations/seconde

(1g de Ra 226: 37 milliards de désintégrations/sec= 1 Ci, soit 37 x 109 Bq)

Pour les RX : 1 mGy = 1 mSv

DOSE - IRRADIATION HUMAINE (mSv/an)

Irradiation naturelle moyenne en France

• Rayonnement cosmique (mer) 0.3

• Rayonnement terrestre 0.5

• Radon 1.4

• Rayonnement interne 0.3

Total 2.5 mSv/an (Paris) (Clerm Fd: 5 mSv/an)

Irradiation artificielle

• Médecine (RxDg-74 millions ) 1.3 (CT scan = 40 %)

• Retombées essais nucléaires atm. 0.01

• Centrales nucléaires < 0.01

• Industrie (autre) < 0.001

RAYONNEMENTS IONISANTS : EFFETS OBLIGATOIRES (déterministes)

Irradiation du corps entier effets cliniques à partir de 1 Gy

DL50 = 4 Gy (4 000 mSv) (dose létale 50 %)

Cause de la mort: aplasie (2-15 Gy), intestinale (10-20 Gy), neurologique (>20 Gy)(si greffe de moelle osseuse, survie possible après 2 à 15 Gy)

Irradiation partielle effets cliniques à partir de 20 Gy fractionnés

• Réactions immédiates tissus à renouvellement rapide comme l’épithélium des muqueuses, l’épiderme, la moelle osseuse, les testicules

• Réactions tardives (RT ou accidents, importance dose totale et dose par séance) : fibrose, nécrose si irradiation localisée > 80 Gy + cas particuliers : enfant (stérilisation cartilage de croissance dès 12 Gy, troubles cognitifs dès 18 Gy), cristallin (cataracte dès quelques 10aines de mGy)

Cas particulier: irradiation en cours de grossesse• Avant implantation (1 à 8j): mort à partir de 200 mSv (tout ou rien)

• Période embryogénèse (0,4-2 mois): risque malformation si > 100 mSv

• Période fœtale (2-9 mois): risque retard mental (si >500 mSv) et retard de croissance (si > 1 000 mSv)

surviennent à partir d’une dose seuil

RAYONNEMENTS IONISANTS : EFFETS ALÉATOIRES (stochastiques)

• Drosophile - souris : risque avéré • Homme

- Survivants Hiroshima et Nagasaki 1ère- 2ème génération: aucun excès de malformations

- Idem Tchernobyl

Dans l’espèce humaine: le risque de malformations transmis héréditairement est inexistant

induits par une « réparation fautive » de l’ADN

des cellules germinalesRISQUE DE MALFORMATIONS TRANSMISES A LA DESCENDANCE

RAYONNEMENTS IONISANTS : EFFETS ALÉATOIRES (stochastiques)

induits par une « réparation fautive » de l’ADN

des cellules somatiques

RISQUE DE CANCER RADIO-INDUIT: rare, mais incontestable

- expositions professionnelles (chercheurs, radiologues, mineurs…)

- survivants Hiroshima et Nagasaki

- patients guéris d’un cancer ayant reçu une RT

DOSES FAIBLES- RISQUE CANCÉRIGÈNEHIROSHIMA - NAGASAKI (AOÛT 1945)

210 000 décès immédiats : 121 000 survivants irradiés (Life span study)

dont 86 611 avec dosimétrie connue (1950-2003)

• 10 929 décès par cancers (2003)

527 décès en excès par cancers radio induits (4,8 %)

Leucémies (pic : 5 ans)

Tumeurs solides (jusqu’à 50 ans)

• Importance de l’âge, < 10 ans : RR 20, > 50 ans : RR 1,8

• Importance de la dose : 476 décès en excès pour dose > 100 mSvdose recue en un temps court (à haut débit)

RADIOTHÉRAPIE ET 2ÈME CANCER

Registre Cancer USA = SEER

• 650 000 pts (survie > 5 ans après RT)

• 60 000 2ème cancer après un recul de 5 à 34 ans (9 %)

• 3 000 estimés liés à RT (5 % des seconds cancers et 0,5% des patients

irradiés et guéris à 5 ans)

(RR = à 6 avant 18 ans, décroit avec l’âge pour atteindre 1 à 70 ans)

En France, en 2012, 350 000 nouveaux cancers, environ 60 000 patients vont guérir avec RT et 300 feront un cancers induits par cette RT, soit <0,1% de l’ensemble des cancers.

(importance chez l’enfant qui a une espérance de vie de 70 à 80 ans après guérison d’un cancer)

RELATION DOSE-EFFET ET FAIBLES DOSES

Relation

Linéaire

SANS

Seuil

Gold Standard :survivants bombes ARisque

DeCancer

Dose (mSv)

Extrapolation très faibles doses ?

Sensibilité individuelle?

Doses élevéesaprès RT

500 2 500 100

Dose annuelle moyenne irradiation naturelle (France) 2,5 mSv/anDose scanner 10 mSv/examen

Dose «frontière» Cancer moyenne

Prudence chez l’enfantInfluence du débit de dose?Variabilité individuelle ?

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DMA grand publicDMA travailleurs exposés

-----------------------------------------------------------Ramzar (Iran) Kerala (Inde)Vols spatiauxVol aérien Paris-Tokyo AR 1 cigarette

100 mSv50(?) mSv

1 mSv/an20 mSv/an

200 mSv/an70 mSv/an

1 mSv/jour0,1 mSv0,007 mSv

QUELQUES REPÈRES (dose efficace)

UTILISATION DES RAYONNEMENTS IONISANTS : RADIOPROTECTION EN MÉDECINE

• Justification: risque/bénéfice (évaluer les

alternatives mais ne pas se priver d’un examen utile pour un risque hypothétique, souvent virtuel)

• Optimisation technique: ALARA(dose aussi faible que possible pour obtenir le résultat recherché)

avec une attention particulière à l’enfant, dès sa conception

Rien n’est à craindre dans la vie, tout est à

comprendre

Marie Curie