ETUDE DE LA DYNAMIQUE DE NEUTRALISATION D'IONS MULTICHARGES LENTS SUR DES SURFACES METALLIQUES ET ISOLANTES

PARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocCentre Technique Livre Ens. Sup. (774682301) / SudocSudocFranceF

Livret des thèses 2023: du 28 au 31 mars - Journée des thèses 2023 : la Grande-Motte

Document sous Copyright IRSNNational audienceL'IRSN organise chaque année des « Journées des thèses », au cours desquelles tous ses doctorants, qu’ils soient en première, deuxième ou troisième année de thèse, font une présentation orale (15 à 20 minutes) de l'état d'avancement de leurs travaux,. L’auditoire est composé de leurs homologues et d'un certain nombre d'invités : tuteurs de thèse et responsables hiérarchiques d’une part, directeurs de thèses, universitaires et membres du conseil scientifique d'autre part. En préparation à ces journées, il est demandé à chaque doctorant de rédiger un article correspondant au contenu de sa présentation.L'objectif de ces journées, qui s'inscrit dans la politique de formation par la recherche de l'IRSN, est double : donner aux doctorants l'occasion de présenter leurs travaux au moins trois fois durant la durée de leur thèse, devant un public plus large que celui constitué par leurs encadrants, et favoriser les contacts des doctorants entre eux et avec les autres participants IRSN et hors IRSN.Ces journées des thèses sont également une occasion de resserrer de manière tangible les liens tissés avec les universités, notamment en proposant à certains de leurs représentants d’assurer la présidence d’une session.Ouvertes par le directeur général, conclues par le président du Conseil d'administration, ces journées constituent un moment important de la vie scientifique de l'Institut

Surgivisio® and O-arm®O2 cone beam CT mobile systems for guidance of lumbar spine surgery: Comparison of patient radiation dose

International audiencePurpose : To compare patient radiation doses in cone beam computed tomography (CBCT) of two mobile systems used for navigation-assisted mini-invasive orthopedic surgery: O-arm®O2 and Surgivisio®.Methods : The study focused on imaging of the spine. Thermoluminescent dosimeters were used to measure organs and effective doses (ED) during CBCT. An ionizationchamber and a solid-state sensor were used to measure the incident air-kerma (Ki) atthe center of the CBCT field-of-view and Ki during 2D-imaging, respectively. The PCXMC software was used to calculate patient ED in 2D and CBCT configurations.The image quality in CBCT was evaluated with the CATPHAN phantom. Results : The experimental ED estimate for the low-dose 3D-modes was 2.41 and 0.35 mSv with O-arm®O2 (Low Dose 3D-small-abdomen) and Surgivisio® (3DSU-91images), respectively. PCXMC results were consistent: 1.54 and 0.30 mSv. Organ doses were 5 to 12 times lower with Surgivisio®. Ki at patient skin were comparable on lateral 2D-imaging (0.5 mGy), but lower with O-arm®O2 on anteroposterior (0.3 versus 0.9 mGy). Both systems show poor low contrast resolution and similar high contrast spatial resolution (7 line-pairs/cm).Conclusions : This study is the first to evaluate patient ED and organ doses with Surgivisio®. A significant difference in organs doses was observed between the CBCTsystems. The study demonstrates that Surgivisio® used on spine delivers approximately five to six times less patient ED, compared to O-arm®O2, in low dose 3D-modes. Doses in 2D-mode preceding CBCT were higher with Surgivisio®, but negligible compared to CBCT doses under the experimental conditions tested

Analyse de la relation entre le risque de cancer et l’exposition médicale diagnostique aux rayonnements ionisants pendant l’enfance : mise-à-jour de la cohorte française « Enfant-Scanner »

International audienceDepuis plusieurs décennies, les évolutions technologiques favorisent la multiplication des actes diagnostiques utilisant les rayonnements ionisants (RI). La dose délivrée au cours des examens scanners, comprise entre 5 et 50 mGy selon les organes exposés, est nettement plus élevée que celle délivrée en radiologie conventionnelle. De plus, il a été montré que les enfants présentaient une radiosensibilité accrue pour 25% des cancers.Dans ce contexte, le laboratoire d’épidémiologie des RI de l’IRSN a mis en place la cohorte « Enfant-Scanner » en 2009. Sont inclus dans cette étude les patients qui ont été exposés à un scanner pour une pathologie non cancer avant l’âge de 10 ans et ce, entre 2000 et 2010 dans l’un des 21 CHU participants. Une première analyse, réalisée sur un échantillon de 67 000 enfants de la cohorte suivis jusqu’en 2011, a montré une augmentation de risque, non significative, de tumeur cérébrale et de leucémie associée à la dose cumulée. Cependant, le manque de puissance statistique de cette analyse, conséquence d’un nombre limité de cas de cancer (27 tumeurs cérébrales et 25 leucémies) et d’une courte durée de suivi (4 ans en moyenne), empêchait la mise en évidence, si elles existent, d’augmentations de risque significatives. Désormais, le statut vital, récupéré par un croisement de la cohorte avec le Registre National d’Identification des Personnes Physique (Insee), est connu pour 30 000 nouveaux enfants. Les cas de cancers incidents ont été identifiés dans la cohorte jusqu’au 31 décembre 2016 et jusqu’à l’âge de 18 ans à partir des données du Registre National des Cancers de l’Enfant (RNCE). Le suivi, entre la date du premier examen scanner et l’un des événements suivants : 31 décembre 2016, décès, premier diagnostic de cancer ou date des 18 ans, est de 9,5 ans en moyenne. Les âges moyens à l’inclusion et à la fin du suivi sont respectivement de 3 et 13 ans. Les doses cumulées au cerveau et à la moelle osseuse sont en moyenne égales à 25 et 9 milliGray (mGy). Environ 80% des enfants n’ont été exposés qu’à un seul examen scanner. Trente et un pour cent et 39% des patients ont reçu des doses cumulées au cerveau et à la moelle osseuse inférieures à 5 mGy tandis que 2,2% et 0,2% ont respectivement été exposés à des doses supérieures à 100 mGy. Trois des cancers les plus fréquents chez l’enfant ont été étudiés : les tumeurs du système nerveux central (SNC), les leucémies et les lymphomes. Afin de limiter l’existence potentielle d’un biais de causalité inverse qui peut survenir lorsque l’initiation du cancer est antérieure à l’examen scanner mais que le diagnostic n’a pas encore été posé (en absence de signes cliniques de la maladie par exemple), une période d’exclusion a été considérée. Par ailleurs, une période de latence a été appliquée afin de prendre en compte un délai de latence entre l’exposition aux RI et l’expression d’un risque sanitaire radio-induit. Quatre-vingt-six tumeurs du SNC, 50 leucémies et 43 lymphomes ont été diagnostiqués après une période d’exclusion de 1 an. Pour étudier l’impact d’un éventuel biais de confusion par indication, des facteurs de prédisposition au cancer (FP), dont des malformations génétiques ou des déficiences immunitaires, ont été collectés dans les données du Système National des Données de Santé (SNDS). Trois pour cent des enfants de la cohorte présentent des FP.Des rapports de risques instantanés (HR pour Hazard Ratios en anglais) ont été estimés à l’aide de modèles de Cox, ajustés sur le sexe et la dose cumulée à l’organe pour l’événement étudié. Chez les enfants sans FP, une augmentation significative du risque de tumeur du SNC et de leucémie a été observée quand la dose cumulée à l’organe augmentait. Pour les lymphomes, aucune augmentation de risque n’a été mise en évidence

Analyse de la relation entre le risque de cancer et l’exposition médicale diagnostique aux rayonnements ionisants pendant l’enfance : mise-à-jour de la cohorte française « Enfant-Scanner »

International audienceDepuis plusieurs décennies, les évolutions technologiques favorisent la multiplication des actes diagnostiques utilisant les rayonnements ionisants (RI). La dose délivrée au cours des examens scanners, comprise entre 5 et 50 mGy selon les organes exposés, est nettement plus élevée que celle délivrée en radiologie conventionnelle. De plus, il a été montré que les enfants présentaient une radiosensibilité accrue pour 25% des cancers.Dans ce contexte, le laboratoire d’épidémiologie des RI de l’IRSN a mis en place la cohorte « Enfant-Scanner » en 2009. Sont inclus dans cette étude les patients qui ont été exposés à un scanner pour une pathologie non cancer avant l’âge de 10 ans et ce, entre 2000 et 2010 dans l’un des 21 CHU participants. Une première analyse, réalisée sur un échantillon de 67 000 enfants de la cohorte suivis jusqu’en 2011, a montré une augmentation de risque, non significative, de tumeur cérébrale et de leucémie associée à la dose cumulée. Cependant, le manque de puissance statistique de cette analyse, conséquence d’un nombre limité de cas de cancer (27 tumeurs cérébrales et 25 leucémies) et d’une courte durée de suivi (4 ans en moyenne), empêchait la mise en évidence, si elles existent, d’augmentations de risque significatives. Désormais, le statut vital, récupéré par un croisement de la cohorte avec le Registre National d’Identification des Personnes Physique (Insee), est connu pour 30 000 nouveaux enfants. Les cas de cancers incidents ont été identifiés dans la cohorte jusqu’au 31 décembre 2016 et jusqu’à l’âge de 18 ans à partir des données du Registre National des Cancers de l’Enfant (RNCE). Le suivi, entre la date du premier examen scanner et l’un des événements suivants : 31 décembre 2016, décès, premier diagnostic de cancer ou date des 18 ans, est de 9,5 ans en moyenne. Les âges moyens à l’inclusion et à la fin du suivi sont respectivement de 3 et 13 ans. Les doses cumulées au cerveau et à la moelle osseuse sont en moyenne égales à 25 et 9 milliGray (mGy). Environ 80% des enfants n’ont été exposés qu’à un seul examen scanner. Trente et un pour cent et 39% des patients ont reçu des doses cumulées au cerveau et à la moelle osseuse inférieures à 5 mGy tandis que 2,2% et 0,2% ont respectivement été exposés à des doses supérieures à 100 mGy. Trois des cancers les plus fréquents chez l’enfant ont été étudiés : les tumeurs du système nerveux central (SNC), les leucémies et les lymphomes. Afin de limiter l’existence potentielle d’un biais de causalité inverse qui peut survenir lorsque l’initiation du cancer est antérieure à l’examen scanner mais que le diagnostic n’a pas encore été posé (en absence de signes cliniques de la maladie par exemple), une période d’exclusion a été considérée. Par ailleurs, une période de latence a été appliquée afin de prendre en compte un délai de latence entre l’exposition aux RI et l’expression d’un risque sanitaire radio-induit. Quatre-vingt-six tumeurs du SNC, 50 leucémies et 43 lymphomes ont été diagnostiqués après une période d’exclusion de 1 an. Pour étudier l’impact d’un éventuel biais de confusion par indication, des facteurs de prédisposition au cancer (FP), dont des malformations génétiques ou des déficiences immunitaires, ont été collectés dans les données du Système National des Données de Santé (SNDS). Trois pour cent des enfants de la cohorte présentent des FP.Des rapports de risques instantanés (HR pour Hazard Ratios en anglais) ont été estimés à l’aide de modèles de Cox, ajustés sur le sexe et la dose cumulée à l’organe pour l’événement étudié. Chez les enfants sans FP, une augmentation significative du risque de tumeur du SNC et de leucémie a été observée quand la dose cumulée à l’organe augmentait. Pour les lymphomes, aucune augmentation de risque n’a été mise en évidence

Développement d’un logiciel Monte Carlo pour le calcul de dose en imagerie scanographique

International audienceThe first validations obtained for the use of PENELOPE-C++ for CT dose estimations are encouraging. The validation of the rotation motion implementation is part of ongoing research on several phantoms and for several examination procedures in CT exams.Les premières validations obtenues avec le code pour l’estimation de dose en imagerie scanographique sont encourageantes. La validation de la rotation est actuellement en cours pour différents types de fantômes et d’examens

Childhood CT scans and cancer risks estimates: an update of the French CT cohort study

International audienceBackground: Computed tomography (CT) has been used increasingly worldwide over the last decades. However, concerns have been raised about potentially radiation-related cancer risks, particularly after exposure to CT in childhood, due to the greater radiation sensitivity of children and to their longer life expectancy allowing to develop radiation associated late health effects. Increased risks of central nervous system (CNS) tumours and leukaemia associated with CT exposure during childhood have been reported in recent epidemiological studies. However, no evidence of significant increased risks was suggested in a previous analysis of almost 60,000 patients of the French CT cohort.Methods: The French CT cohort includes patients born after 1994 who received at least one CT scan before the age of 10 years between 2000 and 2011 and had no cancer diagnosis before the first CT. Examinations and radiological protocols carried out between 2000 and 2011 in the 21 participating hospitals were retrieved to estimate cumulative absorbed doses to the brain and the red bone marrow (RBM). In this work, the cohort was updated in order to extend the follow-up (5 additional years) and to increase the sample size of patients (40,000 new patients with reported vital status). Moreover, the cohort was linked with the National Health Data System (Système national des données de santé, SNDS) to collect CTs performed outside the participating hospitals or after the inclusion period. Hazard ratios (HRs) associated to cumulative organ doses and gender were estimated from Cox models. To rule out the possibility of reverse causation, an exclusion period of 2 years was applied. A latency period was also applied to consider the minimal latency period expected between the exposure and the studied outcome. To address the potential issue of bias by indication, the models were fitted to the restricted sub-cohorts of patients with and without cancer predisposing factors (PFs) separately.Results: The updated French CT cohort includes 103,015 patients followed for 9.3 years in average. 3.1% of patients had PFs. Considering only the CTs performed in the participating hospitals until 2011, mean cumulative doses were 24.5 and 9.3 mGy for the brain and the RBM respectively. Adding the CTs performed outside the participating hospitals or after the inclusion period increased the mean cumulative doses to 27.7 mGy and 10.3 mGy for the brain and the RBM respectively. This study showed statistically significant dose-response relationships for CNS tumours (HR per 10 mGy: 1.05, 95% CI: 1.01 – 1.09) and leukaemia (HR per 10 mGy: 1.17, 95% CI: 1.09 – 1.26) for patients without PFs. No evidence of association was observed for lymphoma for these patients and for the three types of cancer for the patients with PFs. Inclusion of additional CTs registered in the SNDS did not impact the HR estimates.Conclusions: Estimates were compatible with the ones obtained in the previous analysis of the French CT cohort. However, the extended follow-up and the larger sample size of the cohort increased the statistical power, leading to statistically significant dose-response relationships for CNS tumours and leukaemia for patients without PFs

Estimation des risques de cancer au sein de la cohorte «Enfant Scanner»

National audienceObjectifs: Depuis plusieurs décennies, les actes diagnostiques utilisant les rayonnements ionisants (RI) se multiplient. De plus, la dose délivrée au cours des examens scanners est nettement plus élevée que celle délivrée en radiologie conventionnelle. Les enfants présentant une radiosensibilité accrue, il est important d’évaluer le risque de cancer après exposition au scanner pendant l’enfance. Dans ce contexte, l’IRSN a mis en place la cohorte « Enfant-Scanner » qui inclut les patients exposés à un scanner pour une pathologie non cancéreuse, avant l’âge de 10 ans, entre 2000 et 2011, dans les 21 CHU participants. Une première analyse, réalisée sur un échantillon de 67 000 enfants de la cohorte suivis jusqu’en 2011, a montré une augmentation de risque, non significative, de tumeur cérébrale et de leucémie associée à la dose cumulée. Cependant, le manque de puissance statistique de cette analyse, conséquence d’un nombre limité de cas de cancer et d’une courte durée de suivi, limitait la portée des résultats. De plus, cette analyse ne prenait que partiellement en compte les incertitudes dosimétriques.Matériel et méthode : Dans la présente analyse, 40 000 enfants supplémentaires ont été inclus et le suivi moyen a été prolongé de 5 ans. Les cancers incidents ont été identifiés jusqu’en 2016, à partir du Registre National des Cancers de l’Enfant (RNCE). Trois des cancers les plus fréquents chez l’enfant ont été étudiés : les tumeurs du système nerveux central (SNC), les leucémies et les lymphomes. Des facteurs de prédisposition au cancer (FP), comme des maladies génétiques ou des déficiences immunitaires, ont été collectés dans la base du Système National des Données de Santé (SNDS). Le SNDS a également permis d’identifier pour chaque patient les examens radiologiques reçus en dehors des CHU participants et après la période d’inclusion initiale. Des doses individuelles de RI ont été estimées à partir des protocoles utilisés dans les CHU. L’effet de l’exposition aux RI sur les risques instantanés de survenue de cancers a été estimé avec des modèles de Cox. A partir des données du PACS (Picture Archiving and Communication System) collectées dans 8 CHU et en proposant un modèle hiérarchique bayésien, une évaluation de l’impact des différentes sources d’incertitudes dosimétriques sur les estimations de risques est en cours de réalisation. Résultats : Les doses moyennes cumulées au cerveau et à la moelle osseuse étaient respectivement de 28 et 10 milliGray (mGy). Environ 73% des enfants ont été exposés à un seul examen scanner. Soixante-quinze tumeurs du SNC, 39 leucémies et 41 lymphomes ont été diagnostiqués après une période d’exclusion de 2 ans. Trois pour cent des enfants de la cohorte présentaient des FP. Chez les enfants sans FP, des associations significatives entre le risque de tumeur cérébrale et la dose absorbée au cerveau d’une part (HR [IC 95%] : 1,05 [1,01 ; 1,09] pour une augmentation de 10 mGy de la dose) et le risque de leucémie et la dose absorbée à la moelle osseuse d’autre part (HR [IC 95%] : 1,17 [1,09 ; 1,26] pour une augmentation de 10 mGy de la dose) ont été observées. Pour les lymphomes, aucune augmentation de risque n’a été mise en évidence en fonction de la dose. De même, aucune association entre le risque de cancer et la dose reçue n’a été observée chez les enfants présentant un FP. L’impact de la prise en compte des nouveaux examens et des incertitudes de doses sur l’analyse dose réponse sera présentée lors du congrès.Conclusion : La mise-à-jour de la cohorte Enfant-Scanner, en augmentant la puissance statistique de l’analyse, a permis de mettre en évidence des associations significatives entre la dose de RI à l’organe et le risque de tumeurs du SNC et de leucémie chez les patients sans FP. L’absence d’augmentation de risque chez les patients présentant un FP peut s’expliquer en partie par le faible effectif de cette population