Le point Vétérinaire Canin n° 361 du 01/12/2015
 

RADIOPROTECTION

Article de synthèse

Florian Rocques*, Jean-Claude Desfontis**


*Clinique vétérinaire des Chambons,
63230 Pontgibaud
**Service compétent en radioprotection, École
nationale vétérinaire, agroalimentaire et de
l’alimentation Nantes Atlantique,
Oniris, Atlanpôle, La Chantrerie,
44307 Nantes Cedex 3
***Unité de pharmacologie et toxicologie,
École nationale vétérinaire,
agroalimentaire et de l’alimentation
Nantes Atlantique, Oniris, Atlanpôle

La réglementation en radiologie évolue. Cet article en présente les modalités et leur application en pratique vétérinaire canine et équine.

Résumé

→ La norme NFC 15-160 d’application obligatoire en radiologie vétérinaire nécessite, entre autres, de réaliser des calculs d’efficacité d’atténuation des parois de la pièce de radiologie. Pour ce faire, il convient de connaître les caractéristiques techniques du générateur de rayons X utilisé, la nature et le niveau d’activité en radiologie (appareil fixe à tir de rayons X vertical exclusif en canine, appareil fixe ou mobile à tir de rayons X horizontal possible en équine). Un tableur à l’usage des vétérinaires vous est présenté, avec des exemples explicatifs, pour faciliter le travail de la personne compétente en radioprotection.

Summary

Implementation of the new NFC-15-160 standard in veterinary radiology

→ With the evolution of radiation protection regulations, veterinarians must be operational to meet the new recommandations include the implementation of the new standard NFC 15-160 (revised in 2011) regarding the use of X-ray generators stationary. This article proposes the use of a spreadsheet, developed by ­Florian Rocques during his veterinarian thesis, to facilitate the implementation of mitigation calculations of the radiology room walls. This spreadsheet can be downloaded from the Oniris website at the indicated address.

Key words

Radiation protection, X-ray generator

Depuis le 1er janvier 2014, une nouvelle version de la norme NFC 15-160 est obligatoirement applicable en médecine vétérinaire par arrêté du 22 août 2013 publié au Journal officiel de la République française.

CONTEXTE LÉGISLATIF

1. De quoi s’agit-il ?

La norme NFC 15-160 est relative aux appareils de radiologie à poste fixe, ou considérés comme tels, utilisant une haute tension maximale de moins de 600 kV, c’est-à-dire la plupart de ceux qui sont employés en médecine vétérinaire, dans la filière équine ou canine.

Plus précisément, la norme définit les exigences en matière de conception de la salle de radiologie, notamment les installations électriques et la signalisation, mais également les règles de calcul de protection concernant les parois de la salle de radiologie, en fonction de sa conformation, de l’appareil utilisé et de sa fréquence d’emploi.

2. Pourquoi l’avoir mise à jour ?

L’ancienne norme, qui datait de 1975, devenant obsolète en matière de radioprotection, a été révisée en mars 2011 afin de répondre aux nouvelles exigences et aux nouveaux appareils mis sur le marché (tableau 1).

3. Dans quels cas appliquer la norme NFC 15-160 de mars 2011 ?

Toutes les installations mises en service avant le 1er janvier 2016 restent conformes si elles répondent aux anciennes normes, c’est-à-dire à la norme NFC 15-160 de novembre 1975, ainsi qu’aux normes NFC 15-161 et 15-163 selon le domaine considéré (radiodiagnostics médical, vétérinaire et dentaire).

Tous les nouveaux appareils de radiologie mis en service à partir du 1er janvier 2016 devront désormais répondre aux exigences de la nouvelle norme, abrogeant les anciennes.

APPLICATION DE LA NORME

→ Les calculs de la protection nécessaire à installer sur les parois de la salle de radiologie se fondent tout d’abord sur les lois de protection des personnes contre les rayons X, notamment le personnel de la clinique vétérinaire. Ainsi, selon le Code du travail et le Code de la santé publique, le rayonnement maximal toléré (Hmax) en zone publique (en dehors de la salle de radiologie, derrière chacune des parois) est de 0,02 millisievert (mSv) par semaine (arrêté du 15 mai 2006 inscrit au Journal officiel de la République française). Sur cette base, des formules mathématiques ont été élaborées afin de calculer l’épaisseur des parois, exprimée en équivalence d’épaisseur de plomb, à ajouter aux parois déjà existantes.

→ Pour ce faire, il convient de définir le type d’activité radiologique au sein de la clinique vétérinaire, qui diffère en médecines équine et canine (photos 1a et 1b).

En effet, en médecine vétérinaire équine, la plupart du temps, l’appareil mobile utilisé est considéré comme un poste fixe car il fonctionne toujours dans la même pièce (tableau 2). Le tir de rayons X est horizontal et la paroi derrière laquelle se trouve l’animal est soumise directement au rayonnement primaire, très intense. Les autres parois non visées directement sont soumises aux rayonnements diffusés et de fuite, plus ou moins intenses.

En médecine vétérinaire canine, l’appareil est fixe en pratique courante et le tir de rayons X est vertical. Les parois de la salle sont donc toutes soumises aux rayonnements diffusés et de fuite, le rayonnement primaire étant dirigé vers le sol.

→ Ensuite, il est nécessaire de considérer la charge de travail (W, en mAmin/semaine), qui traduit l’importance de l’activité radiologique au sein de la clinique, c’est-à-dire le nombre de clichés radiographiques réalisés en moyenne par semaine, pondéré avec l’intensité moyenne des clichés (le réglage des mA x s).

→ Sachant cela, les calculs peuvent être initiés. Trois étapes sont alors nécessaires :

– déterminer le facteur d’atténuation (F) nécessaire pour réduire l’intensité du rayonnement total émis dû aux différents rayonnements (primaire, diffusé ou de fuite) à la valeur maximale tolérée selon la réglementation, soit 0,02 mSv par semaine (figure 1) ;

– déterminer l’équivalence d’épaisseur de plomb ou de béton à l’aide de courbes logarithmiques définies dans la norme NFC 15-160 de mars 2011 ;

– déterminer l’équivalence d’épaisseur de plomb des parois déjà existantes à l’aide des tableaux présents dans la norme et les soustraire à l’épaisseur totale calculée à la deuxième étape. La nécessité ou non d’ajouter une protection supplémentaire sur chacune des parois en est déduite.

→ Les formules de calcul restent relativement complexes, notamment en raison des nombreuses variables qui entrent en jeu. Afin de simplifier l’utilisation de la norme par le praticien ayant reçu la formation de “personne compétente en radioprotection”, un tableur informatique a été créé dans le cadre d’une thèse vétérinaire. Il consiste à calculer automatiquement le facteur d’atténuation des parois de la pièce de radiologie. Ainsi, il permet d’identifier le besoin de renforcer l’atténuation des parois existantes.

→ Les calculs dépendent principalement :

– de la charge de travail W, exprimée en milliampères fois minutes par semaine (mA x min/semaine). Il s’agit de la somme de la charge de toutes les expositions réalisées pendant la semaine de référence et divisée par 60 pour l’exprimer en mA x min. Elle est en général comprise entre 2 et 100 mA x min/semaine en médecine vétérinaire. Pour sa détermination, il convient de choisir une semaine de référence où la production de rayons X est la plus élevée ;

– du facteur d’occupation T, sans unité, choisi en fonction de la fréquence d’occupation des locaux attenants à la salle de radiographie. Pour sa détermination, un tableau est disponible dans la norme (voir le tableau 2 de la norme NFC 15-160 de mars 2011(1)). Il est généralement considéré égal à 1 ;

– du rendement du tube (GR), en millisieverts fois mètres carrés par milliampère fois minutes (mSv x m2/mA x min), pour les rayonnements primaire et diffusé. C’est l’équivalent de dose produit à 1 m de la cible par unité de charge. Il dépend de la haute tension maximale utilisée et de la filtration du tube. Des valeurs de rendement sont données par des courbes à la fin de la norme NFC 15-160 de mars 2011 (voir les figures 2a, 2b et 3 de la norme(1)). Les données de ces courbes sont fournies automatiquement dans le tableur développé dans la thèse vétérinaire.

→ Pour illustrer l’intérêt du tableur informatique pour l’application de la norme NFC 15-160 dans sa version de mars 2011, cet article propose deux exemples concrets.

1. Premier exemple d’une activité radiologique en canine

→ Dans le cadre d’une activité radiologique moyenne à élevée en clientèle canine, la charge de travail (W) est en moyenne de 30 mA x min par semaine, ce qui équivaut à 72 clichés par semaine avec une moyenne d’intensité fois temps de pose de 25 mA x s par cliché (72 x 25 = 1 800 mA x s = 30 mA x min).

→ Il convient d’entrer dans le tableur informatique les principales valeurs nécessaires aux calculs : le tube émetteur de rayons X possède une haute tension nominale (le potentiel maximal de l’appareil, kV nom) de 125 kV, mais la haute tension maximale utilisée habituellement est de 85 kV (kV max) (tableau 3). La filtration de l’appareil (F) indiquée par le fournisseur est de 2 mm d’aluminium. Enfin, la distance du foyer émetteur de rayons X au milieu de diffusion, soit la distance entre le tube émetteur et l’animal, est de 80 cm environ (b).

→ Doivent être considérés, entre autres, les distances du tube émetteur de rayons X aux parois de la salle (c) et celles du milieu de diffusion aux parois (d), qui sont égales avec un appareil de radiologie canine (c = d), ainsi que l’épaisseur et les matériaux de ces parois (figure 2).

Après avoir rempli toutes les cellules du tableur, l’épaisseur (en équivalent épaisseur de plomb) correspondante de chaque paroi pour le rayonnement de fuite se calcule automatiquement, tandis que les épaisseurs (en équivalent épaisseur de plomb) des parois pour le rayonnement diffusé sont déterminées grâce à une figure qui se trouve dans la norme NFC 15-160 de mars 2011, correspondant aux courbes logarithmiques d’atténuation du plomb (tableau 4).

Ensuite, il est nécessaire de déterminer l’équivalence en plomb des parois déjà existantes et de la déduire des épaisseurs de plomb totales calculées.

Dans cet exemple, les parois 1, 2 et 4 n’ont pas besoin de protection supplémentaire, tandis que la paroi 3, constituée de 7 cm de plâtre, nécessite une protection supplémentaire équivalente à 0,67 mm de plomb pour répondre à la norme de protection contre les rayons X.

En pratique, cette paroi doit être renforcée, soit avec un contreplaqué plombé (d’une épaisseur de 1 mm de plomb), soit avec un mur de plâtre (d’une épaisseur de 25 cm) ou de parpaing de béton plein (d’une épaisseur de 7 cm environ).

2. Second exemple d’une activité radiologique en équine

→ Dans le cadre d’une activité radiologique élevée en clientèle équine, la charge de travail est de 73 mA x min par semaine, ce qui équivaut à 104 clichés par semaine avec une moyenne d’intensité fois temps de pose de 42 mA x s par cliché (104 x 42 = 4 368 mA x s = 73 mA x min).

→ Il convient d’entrer dans le tableur informatique les principales valeurs nécessaires aux calculs avec les valeurs suivantes, correspondant aux caractéristiques de l’appareil et de son utilisation (tableau 5).

→ La haute tension nominale de l’appareil est de 150 kV, tandis que la haute tension maximale utilisée est de 125 kV. Il est inscrit sur l’appareil que sa filtration est de 1 mm d’aluminium et la distance entre le foyer et l’animal de 40 cm.

→ Pour réaliser un cliché radiologique de cheval, celui-ci étant debout, un tube à rayons X dont le tir est horizontal est utilisé. Aussi la paroi qui se trouve à l’opposé est-elle directement soumise aux rayons X, c’est-à-dire au rayonnement primaire. Celui-ci est tellement fort que les rayonnements diffusés et de fuite s’en trouvent négligeables. Pour effectuer les calculs, Il est donc nécessaire d’identifier les parois régulièrement soumises au rayonnement primaire, c’est-à-dire celles qui sont visées en fonction du positionnement du cheval. Il s’agit du facteur R, qui indique l’orientation du tube à rayons X.

Seule la paroi 4 est visée, donc soumise au rayonnement primaire, ce qui signifie que tous les clichés sont réalisés alors que le cheval est placé contre celle-ci : R est égal à 1 (figure 3). Les autres parois, n’étant jamais visées, sont soumises uniquement aux rayonnements diffusés et de fuite.

Pour les parois 1, 2 et 3, il convient donc de remplir les deux premières parties du tableur correspondant aux rayonnements diffusés et de fuite. Pour la paroi 4, seule la partie correspondant au rayonnement primaire est à remplir.

Après avoir rempli toutes les cellules, les résultats apparaissent (tableau 6).

Comme dans l’exemple précédent, l’épaisseur de plomb correspondante pour chaque paroi pour le rayonnement de fuite se calcule automatiquement, tandis que les épaisseurs de plomb des parois pour les rayonnements diffusé et primaire sont déterminées grâce à une figure qui se trouve dans la norme NFC 15-160 de mars 2011.

Malgré des épaisseurs de béton qui semblent importantes, il manque une épaisseur équivalente en plomb de 0,08 mm pour les parois 1 et 3 et de 0,68 mm pour la paroi 2. Le facteur d’atténuation calculé pour la paroi 4 est tellement élevé que les 2 mm de plomb qui constituent la paroi déjà existante sont insuffisants pour assurer une protection contre les rayons X au-delà de celle-ci. Une paroi ayant une équivalence en épaisseur de plomb de 1,8 mm doit être ajoutée. Dans la pratique, il convient d’ajouter soit un contreplaqué plombé (contenant 2 mm d’épaisseur de plomb), soit un mur en parpaing plein d’environ 20 cm d’épaisseur.

Cet outil vise à simplifier les calculs et à faciliter l’application de la nouvelle norme NFC 15-160 de 2011 pour conférer un gain de temps à la personne compétente en radioprotection qui doit réaliser les calculs de protection de la pièce destinée à la radiologie. Une notice en dessous du tableur explique la signification de chaque cellule et de chaque facteur nécessaires aux calculs de protection.

Pour plus d’informations sur la norme NFC 15-160 et le tableur informatique, il est possible de consulter la thèse vétérinaire de Florian Rocques sur Internet, qui contient des exemples supplémentaires en activités canine et équine, ainsi qu’une explication plus complète de la norme(2).

Conclusion

Avec l’évolution de la réglementation en radioprotection, les vétérinaires doivent être opérationnels pour respecter les nouvelles recommandations, notamment l’application de la nouvelle norme NFC 15-160 (révisée en 2011) concernant l’utilisation des générateurs de rayons X à poste fixe. Le tableau développé par Florian Rocques facilite la réalisation des calculs d’atténuation des parois de la salle de radiologie(2).

Conflit d’intérêts

Aucun.

Points forts

→ Le lien vers un tableur préformaté permet à chaque personne compétente en radioprotection en médecine vétérinaire de réaliser les calculs pour vérifier la bonne atténuation des parois de la salle de radiologie.

→ Plusieurs exemples sont donnés au lecteur pour l’aider à renseigner correctement et plus aisément le tableur.

FIGURE 1
Facteurs d’atténuation des différents types de rayonnements, primaire (Fp), diffusé (Fs) et de fuite (Fg)

– Hp : débit d’équivalent de dose au point considéré, en mSv/semaine, en l’absence de protection. - R : rendement du tube à rayons X, en mSv x m2/mA x min. – W : charge de travail, en mA x min/semaine. – R : facteur d’orientation, sans unité, choisi en fonction de l’orientation du faisceau la plus fréquente vers la paroi considérée. Si le faisceau est utilisé avec plus de 30 % de la charge de travail dirigée vers la paroi considérée, le facteur est égal à 1. S’il est employé avec au plus 30 % de la charge de travail vers la paroi, le facteur est de 0,3. Jusqu’à 10 %, le facteur est de 0,1. – T : facteur d’occupation, généralement fixé à 1. – Hmax : tension maximale dans les conditions habituelles d’utilisation. – a : distance du point à protéger au foyer, en mètres. – k : coefficient, en mètres carrés (m2), caractérisant la contribution du rayonnement diffusé à 1 m du milieu de diffusion par rapport à la contribution du rayonnement primaire. Des valeurs du coefficient k en fonction de la haute tension maximale utilisée sont données dans un tableau de la norme (tableau 3 de la norme NFC 15-160 de mars 2011(1)). – b : distance du foyer au milieu de diffusion, en mètres. – d : distance du point à protéger au milieu de diffusion, en mètres. – Cg : débit d’équivalent de dose à 1 m pour le rayonnement de fuite, en millisieverts fois mètres carrés par heure (mSv – m2/h). Cette valeur relative à l’appareil à rayonnement X utilisé peut être fournie par le fabricant. À défaut, la norme donne des valeurs de Cg en fonction de la haute tension nominale de l’appareil. Si celle-ci est inférieure à 150 kV, Cg est égal à 1 mSv – m2/h. Si elle est supérieure ou égale à 150 kV, Cg est égal à 10 mSv – m2/h. – c : distance du secteur à protéger au foyer, en mètres. – f : facteur, sans unité, prenant en considération le fait que le débit de dose du rayonnement de fuite n’atteint sa valeur maximale que lorsque la haute tension maximale admissible indiquée par le fabricant (haute tension nominale) est utilisée. Par défaut, le facteur f = 1. Une figure présente dans la norme donne des valeurs de f en fonction de la haute tension nominale de l’appareil et de la haute tension maximale utilisée (figure 7 de la norme NFC 15-160 de mars 2011(1)). - Q : produit de l’intensité et du temps maximal par heure au maximum de la tension nominale, en milliampères fois minutes par heure (mA x min/h). Cette valeur est indiquée par le fabricant de l’appareil à rayonnement X. À défaut, la norme donne des valeurs de Q en fonction de la haute tension nominale de l’appareil. Si celle-ci est inférieure à 200 kV, Q est égal à 180 mA x min/h. Si elle est supérieure ou égale à 200 kV, Q est égal à 900 mA x min/h.

FIGURE 2
Plan de la salle de radiologie canine

Dans une salle de radiologie canine, le faisceau du générateur (fixe et vertical) de rayons X est orienté vers le sol. Aucune paroi n’est donc soumise au rayonnement primaire. Ainsi, le coefficient d’atténuation Fp (rayonnement primaire) pour le faisceau primaire n’est pas calculé, sauf en cas d’utilisation de la pièce située sous le plancher. Pour toutes les parois, seuls les coefficients d’atténuation Fs (rayonnement diffusé) et Fg (rayonnement de fuite) sont calculés.

FIGURE 3
Plan de la salle de radiologie équine

Dans une salle de radiologie équine, le faisceau du générateur de rayons X est orienté vers la paroi 4, pour laquelle seul le coefficient d’atténuation Fp (rayonnement primaire) pour le faisceau primaire est calculé. Pour toutes les autres parois qui ne reçoivent pas de faisceau primaire, les coefficients d’atténuation Fs (rayonnement diffusé) et Fg (rayonnement de fuite) sont calculés.

1a et 1b. Équipement de radiologie en médecine vétérinaire canine (1a : appareil sous régime de déclaration à l’Autorité de sûreté nucléaire) et en médecine vétérinaire équine (1b : appareil sous régime d’autorisation à l’Autorité de sûreté nucléaire).

1a et 1b. Équipement de radiologie en médecine vétérinaire canine (1a : appareil sous régime de déclaration à l’Autorité de sûreté nucléaire) et en médecine vétérinaire équine (1b : appareil sous régime d’autorisation à l’Autorité de sûreté nucléaire).

TABLEAU 1
Récapitulatif du contexte législatif de la norme NFC 15-160 de mars 2011

TABLEAU 2
Récapitulatif des différents rayonnements et des appareils utilisés selon la pratique

TABLEAU 3
Valeurs des variables à renseigner dans le tableur

TABLEAU 4
Extrait du tableur donnant les résultats du calcul des épaisseurs des parois nécessaires issues des facteurs d’atténuation calculés

TABLEAU 5
Valeurs des variables à renseigner dans le tableur

TABLEAU 6
Extrait du tableur donnant les résultats du calcul des épaisseurs des parois nécessaires issues des facteurs d’atténuation calculés

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