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

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

2 Enquêtes Géographiques Rapport de cause à effet ??

3 Enquêtes Géographiques

4 Explosions atomiquesExplosions atomiques 6 août 1945 : Hiroschima 6 août 1945 : Hiroschima 9 août 1945 : Nagasaki 9 août 1945 : Nagasaki 1947 : création de lAtomic Bomb Casualties Commission (ABCC) 1947 : création de lAtomic Bomb Casualties Commission (ABCC) 1990 : se transforme en «Radiation Effect Research Foundation» : RERF (avec un budget de 20 millions de dollars et 400 personnes employées) 1990 : se transforme en «Radiation Effect Research Foundation» : RERF (avec un budget de 20 millions de dollars et 400 personnes employées)

5 Explosions atomiques Les Leucémies : personnes surveillées de 1950 à 1985Explosions atomiques Les Leucémies : personnes surveillées de 1950 à 1985 é 156 leucémies attendues é 231 observées (excès absolu : 75 cas)

6 Les explosions atomiques Les leucémies ; la chronologie :Les explosions atomiques Les leucémies ; la chronologie : excès observé dès ans excès observé dès ans pic à ans pic à ans Diminution du risque ensuite Diminution du risque ensuite

7 Les explosions atomiques Les tumeurs solides ( ) - 3 groupesLes explosions atomiques Les tumeurs solides ( ) - 3 groupes Augmentation certaine du risque : oesophage, estomac, colon, poumon, sein, myélome Augmentation certaine du risque : oesophage, estomac, colon, poumon, sein, myélome Augmentation probable : vessie, utérus, ovaires, SNC Augmentation probable : vessie, utérus, ovaires, SNC pas daugmentation détectée : rectum, foie, prostate, lymphomes (sauf myélome) pas daugmentation détectée : rectum, foie, prostate, lymphomes (sauf myélome)

8 Les explosions atomiquesLes explosions atomiques Tumeurs solides : Dans la série Tumeurs solides : Dans la série cas attendus 6581 cas attendus 6887 observés (excès absolu : 306 cas) 6887 observés (excès absolu : 306 cas)

9 Les explosions atomiquesLes explosions atomiques Tumeurs solides : chronologie : Temps de latence plus important que pour les leucémies Temps de latence plus important que pour les leucémies Décroissance du risque à très long terme pour les sujets irradiés jeunes Décroissance du risque à très long terme pour les sujets irradiés jeunes Pas de décroissance pour les autres... Pas de décroissance pour les autres...

10 Extrapoler aux Faibles Doses ? Tumeurs solides;excès de risque relatif par Sievert (ERR/Sv);0,19 (IC 95 % ; 0,03-0,37)

11 Exportation des Résultats Vers une autre population ? A partir des données de :Vers une autre population ? A partir des données de : –Hiroshima - Nagasaki –Vers expositions professionnelles ?? Vers les (très) faibles doses ?Vers les (très) faibles doses ? –modéliser la relation dose - effet Dans lavenir ?Dans lavenir ? –modéliser la distribution temporelle

12 Relation Dose - Effet Une équation mathématiqueUne équation mathématique –ajustée aux observations IntérêtsIntérêts –décrire les observations –compatibilité avec une hypothèse –interpoler entre 2 observations –extrapoler en dehors des observations Mais lINCERTITUDE croît …Mais lINCERTITUDE croît … –lorsquon séloigne des observations

13 Relation Dose - Effet Linéaire sans seuil Linéaire avec seuil Risque Dose Seuil

14 Relation Dose - Effet Linéaire - quadratique sans seuil Risque Dose Seuil LQ avec seuil

15 Relation Dose – Effet Leucémies, Hiroshima - Nagasaki

16 Relation Dose – Effet Tumeurs Solides, Hiroshima - Nagasaki

17 Pour les leucémies ;Pour les leucémies ; Modélisation plutôt linéaire quadratiqueModélisation plutôt linéaire quadratique Pour les tumeurs solides ;Pour les tumeurs solides ; Le modèle linéaire sans seuilLe modèle linéaire sans seuil

18 La relation linéaire sans seuil ; RLSS Au centre dune controverse majeure !Au centre dune controverse majeure ! EntreEntre Les « pros » ; CIPR ( CIPR 60 de 1990, rapport provisoire 2004), lUNSCEAR, les rapports BEIR ( dernier de Juillet 2005)Les « pros » ; CIPR ( CIPR 60 de 1990, rapport provisoire 2004), lUNSCEAR, les rapports BEIR ( dernier de Juillet 2005) Les « contres » ; surtout Académies de Médecine et des Sciences Françaises ( rapport 2005), mais aussi de plus en plus de radiobiologistes …Les « contres » ; surtout Académies de Médecine et des Sciences Françaises ( rapport 2005), mais aussi de plus en plus de radiobiologistes …

19 La relation linéaire sans seuil POUR :POUR : Les données (initiales) dHiroshima-Nagasaki pour les tumeurs solidesLes données (initiales) dHiroshima-Nagasaki pour les tumeurs solides Le raisonnement radiobiologique selon lequel le passage dun seul électron dans le noyau peut causer une cassure double brin ; donc toute dose, aussi faible soit-elle, peut entraîner une mutation, et donc un cancer radio-induit ; pas de seuil !Le raisonnement radiobiologique selon lequel le passage dun seul électron dans le noyau peut causer une cassure double brin ; donc toute dose, aussi faible soit-elle, peut entraîner une mutation, et donc un cancer radio-induit ; pas de seuil ! La RLSS considére donc que leffet génotoxique est proportionnel à la dose quelle que soit la dose et quel que soit le débit de dose.La RLSS considére donc que leffet génotoxique est proportionnel à la dose quelle que soit la dose et quel que soit le débit de dose.

20 La relation linéaire sans seuil POUR ( Suite);POUR ( Suite); La simplicité …La simplicité … La précaution ; les défenseurs du système sont conscients quils surestiment probablement le risque, mais préfèrent surestimer le risque des faibles doses que de prendre le risque de le sous-estimer …La précaution ; les défenseurs du système sont conscients quils surestiment probablement le risque, mais préfèrent surestimer le risque des faibles doses que de prendre le risque de le sous-estimer …

21 La relation linéaire sans seuil Contre ;Contre ; Les nouvelles hypothèses de la radiocarcinogénèse ;Les nouvelles hypothèses de la radiocarcinogénèse ; Les capacités de réparation !Les capacités de réparation ! Activation oncogène ; exceptionnel (RET Tchernobyl)Activation oncogène ; exceptionnel (RET Tchernobyl) Perte danti-oncogènes – Instabilité génomique …Perte danti-oncogènes – Instabilité génomique …

22 La relation linéaire sans seuil Contre ;Contre ; Les données épidémiologiques ;Les données épidémiologiques ; On na jamais mis en évidence chez lhomme dexcès de cancers pour des doses inférieures à 100 mSvOn na jamais mis en évidence chez lhomme dexcès de cancers pour des doses inférieures à 100 mSv Nouvelles données sur Hiroshima-Nagasaki ; pour les tumeurs solides, la relation dose-effet parait maintenant linéaire quadratique ( révision dosimétrie 2002 et Preston 2004)Nouvelles données sur Hiroshima-Nagasaki ; pour les tumeurs solides, la relation dose-effet parait maintenant linéaire quadratique ( révision dosimétrie 2002 et Preston 2004)

23 La relation linéaire sans seuil Contre ( suite ):Contre ( suite ): « La RLSS considére donc que leffet génotoxique est proportionnel à la dose quelle que soit la dose et quel que soit le débit de dose. »« La RLSS considére donc que leffet génotoxique est proportionnel à la dose quelle que soit la dose et quel que soit le débit de dose. » Ceci suggérerait que lefficacité des systèmes de défense/réparation ne varie pas avec la dose et le débit …Ceci suggérerait que lefficacité des systèmes de défense/réparation ne varie pas avec la dose et le débit … Or, on sait maintenant que cela est faux !Or, on sait maintenant que cela est faux !

24 La relation linéaire sans seuil Contre ( suite ) ;Contre ( suite ) ; Par exemple, pour les très faibles doses, le système de réparation nest pas activé ( Rothkamm 2003, Collis 2004 )Par exemple, pour les très faibles doses, le système de réparation nest pas activé ( Rothkamm 2003, Collis 2004 ) Ceci est probablement à la base de lhypersensibilité à très faible dose décrite depuis les années 90 par Joiner.Ceci est probablement à la base de lhypersensibilité à très faible dose décrite depuis les années 90 par Joiner. A fortes doses, ces mêmes systèmes sépuisent …A fortes doses, ces mêmes systèmes sépuisent …

25 La relation linéaire sans seuil Contre (Suite) ;Contre (Suite) ; Le rôle du microenvironnement est de mieux en mieux connu, et ce rôle parait dépendre de la dose …Le rôle du microenvironnement est de mieux en mieux connu, et ce rôle parait dépendre de la dose …

26 La relation linéaire sans seuil Contre ( suite ) ;Contre ( suite ) ; La surestimation des effets carcinogènes nest pas innocente ;La surestimation des effets carcinogènes nest pas innocente ; Calculs théoriques du nombre de morts ( virtuels ) après Tchernobyl atteignant 6 millions !!Calculs théoriques du nombre de morts ( virtuels ) après Tchernobyl atteignant 6 millions !! Article du Lancet par Berrington en 2004 calculant par la RLSS un nombre de morts impressionnant liés aux examens radiologiquesArticle du Lancet par Berrington en 2004 calculant par la RLSS un nombre de morts impressionnant liés aux examens radiologiques Nombre de décès liés à lirradiation naturelle en France estimé entre 5000 et 7000 ….Nombre de décès liés à lirradiation naturelle en France estimé entre 5000 et 7000 …. Encourage la radiophobie et la judiciarisation, et risque de pousser à labandon des utilisations bénéfiques des radiations ionisantes.Encourage la radiophobie et la judiciarisation, et risque de pousser à labandon des utilisations bénéfiques des radiations ionisantes.

27 Aspects médico-légaux JM COSSET Institut Curie, Paris, France

28 CIPR : un historique Les effets potentiellement nocifs des rayonnements ionisants ont été mis en évidence dès les premières années du XXème siècleLes effets potentiellement nocifs des rayonnements ionisants ont été mis en évidence dès les premières années du XXème siècle

29 Communication dHenri Becquerel et de Pierre Curie à lAcadémie des Sciences : 33 Juin 1901 ( T CXXXII, p.1289)Communication dHenri Becquerel et de Pierre Curie à lAcadémie des Sciences : 33 Juin 1901 ( T CXXXII, p.1289) Ils rapportent les lésions cutanées ( involontaires ) observées chez des collègues allemands, chez Marie Curie et chez H.Becquerel, ainsi que la lésion de lavant-bras observée chez Pierre Curie après une irradiation volontaire (!)...Ils rapportent les lésions cutanées ( involontaires ) observées chez des collègues allemands, chez Marie Curie et chez H.Becquerel, ainsi que la lésion de lavant-bras observée chez Pierre Curie après une irradiation volontaire (!)...

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31 En 1904, Antoine Béclère publie dans « Le Radium » ( 1, p ), un article intitulé :En 1904, Antoine Béclère publie dans « Le Radium » ( 1, p ), un article intitulé : « Les moyens de protection du médecin et des malades contre laction nocive des nouvelles radiations : rayons de Roentgen et rayons du radium »« Les moyens de protection du médecin et des malades contre laction nocive des nouvelles radiations : rayons de Roentgen et rayons du radium » Il débute son article par ; « Les rayons de Roentgen sont comme la lance dAchille ; ils blessent et ils guérissent... »Il débute son article par ; « Les rayons de Roentgen sont comme la lance dAchille ; ils blessent et ils guérissent... »

32 Dès 1913, plusieurs Comités nationaux de Radioprotection commencent à apparaîtreDès 1913, plusieurs Comités nationaux de Radioprotection commencent à apparaître 1928 ; second Congrès international de Radiologie ; création de l « International X-ray and Radium Protection Committee »1928 ; second Congrès international de Radiologie ; création de l « International X-ray and Radium Protection Committee » 1950 ; ce Comité est restructuré et reçoit alors le nom quil porte encore aujourdhui1950 ; ce Comité est restructuré et reçoit alors le nom quil porte encore aujourdhui « International Commission on Radiological Protection » ( ICRP)« International Commission on Radiological Protection » ( ICRP) En Français; Commission Internationale de Protection Radiologique ( CIPR)En Français; Commission Internationale de Protection Radiologique ( CIPR)

33 La CIPR Commission indépendante, enregistrée au Royaume-UniCommission indépendante, enregistrée au Royaume-Uni Financée par « les contributions volontaires dorganismes nationaux et internationaux impliqués en radioprotection »Financée par « les contributions volontaires dorganismes nationaux et internationaux impliqués en radioprotection »

34 Composition de la CIPR Une Commission Principale de 6 à 12 membres + un PrésidentUne Commission Principale de 6 à 12 membres + un Président Et quatre Comités :Et quatre Comités : Comité 1 ;« Effets des Radiations »( Radiobiologie )Comité 1 ;« Effets des Radiations »( Radiobiologie ) Comité 2 ;« Limites de dose »Comité 2 ;« Limites de dose » Comité 3 ;« Radioprotection en Médecine »Comité 3 ;« Radioprotection en Médecine » Comité 4 ;« Applications des Recommandations de la Commission »Comité 4 ;« Applications des Recommandations de la Commission » Tout récemment ; un Comité 5 ;« Radioprotection de lenvironnement »Tout récemment ; un Comité 5 ;« Radioprotection de lenvironnement »

35 CIPR ; le fonctionnement Une réunion annuelle de chaque comité ( au minimum)Une réunion annuelle de chaque comité ( au minimum) Une réunion plénière Commission Principale + les Comités, au minimum une fois tous les deux ansUne réunion plénière Commission Principale + les Comités, au minimum une fois tous les deux ans Multiples réunions de sous-comités, « task groups » etc...Multiples réunions de sous-comités, « task groups » etc...

36 Le Comité 3 de la CIPR « Radioprotection en Médecine »« Radioprotection en Médecine » Totalement restructuré en 1997 sous limpulsion de son nouveau « Chairman » Fred MettlerTotalement restructuré en 1997 sous limpulsion de son nouveau « Chairman » Fred Mettler Introduction de Médecins ( Radiologues, Radiothérapeutes, Médecins nucléaires...), jusque là quasi absents de ce Comité (sic ).Introduction de Médecins ( Radiologues, Radiothérapeutes, Médecins nucléaires...), jusque là quasi absents de ce Comité (sic ).

37 Composition du Comité 3 à la Réunion plénière de Pékin, Octobre 2004 F A Mettler (Chairman) USAF A Mettler (Chairman) USA JM Cosset ( Francia)JM Cosset ( Francia) C Cousins (UK)C Cousins (UK) I A Gusev (Rusia)I A Gusev (Rusia) M Hiraoka (Japón)M Hiraoka (Japón) J Liniecki ( Polonia)J Liniecki ( Polonia) S Mattsson (Suecia)S Mattsson (Suecia) P Ortiz-Lopez (AIEA)P Ortiz-Lopez (AIEA) L K Harding (secretary) UKL K Harding (secretary) UK LV Pinillos-Ashton (Perú)LV Pinillos-Ashton (Perú) MM Rehani (India)MM Rehani (India) H Ringertz (Noruega)H Ringertz (Noruega) M Rosenstein (USA)M Rosenstein (USA) C Sharp (UK)C Sharp (UK) E Vano (España)E Vano (España) W Yin (China)W Yin (China)

38 Changement de politique de publications Jusque 1997 ; longues Recommandations, portant sur des thématiques généralesJusque 1997 ; longues Recommandations, portant sur des thématiques générales Dernier exemple : La « CIPR 73 » sur la Radioprotection des patients, qui a été à la base de la Directive Européenne 97/43 et des diverses transpositions en Droit Français...Dernier exemple : La « CIPR 73 » sur la Radioprotection des patients, qui a été à la base de la Directive Européenne 97/43 et des diverses transpositions en Droit Français...

39 Les nouvelles publications : Plus brèves ( pages )Plus brèves ( pages ) Plus spécifiquesPlus spécifiques Se focalisant sur les problèmes pratiques se posant en MédecineSe focalisant sur les problèmes pratiques se posant en Médecine Et tentant dy apporter des réponses précisesEt tentant dy apporter des réponses précises

40 Les publications du Comité 3 depuis 1997 Publication 84 ; « Pregnancy and Medical Radiation »Publication 84 ; « Pregnancy and Medical Radiation » Publication 85 ; « Avoidance of Radiation injuries from Medical Interventional procedures »Publication 85 ; « Avoidance of Radiation injuries from Medical Interventional procedures » Publication 86 ; « Prevention of accidental exposures to patients undergoing Radiation therapy »Publication 86 ; « Prevention of accidental exposures to patients undergoing Radiation therapy »

41 Publication 87 ; « Managing patient dose in computed tomography »Publication 87 ; « Managing patient dose in computed tomography » Publication 93 ; « Managing patient dose in digital Radiology »Publication 93 ; « Managing patient dose in digital Radiology » Publication 94 ; « Release of patients after therapy with unsealed Radionuclides »Publication 94 ; « Release of patients after therapy with unsealed Radionuclides »

42 Juste publiées :Juste publiées : Radioprotection en Curiethérapie à haut débit de dose (CIPR 97)Radioprotection en Curiethérapie à haut débit de dose (CIPR 97) Problèmes de Radioprotection en curiethérapie de prostate par implants radioactifs permanents ( CIPR 98)Problèmes de Radioprotection en curiethérapie de prostate par implants radioactifs permanents ( CIPR 98) + 7 autres recommandations en préparation !! autres recommandations en préparation !!... Parmi elles ; « Radiation protection issues of modern radiotherapy techniques »Parmi elles ; « Radiation protection issues of modern radiotherapy techniques »

43 Déjà traduites et publiées par lIRSN : La publication 84 ; Grossesse et irradiation médicaleLa publication 84 ; Grossesse et irradiation médicale La publication 86 ; Prévention des expositions accidentelles chez les patients recevant une RadiothérapieLa publication 86 ; Prévention des expositions accidentelles chez les patients recevant une Radiothérapie En cours de traduction : la Publication 85 ; Radiologie interventionnelleEn cours de traduction : la Publication 85 ; Radiologie interventionnelle

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62 Un peu à part... La série des « Supporting guidance »La série des « Supporting guidance » Brochures présentant des « lignes directrices » plus générales que les « recommandations », qui se veulent plus spécifiques dune problématique préciseBrochures présentant des « lignes directrices » plus générales que les « recommandations », qui se veulent plus spécifiques dune problématique précise « Just released » :« Just released » : Supporting guidance 2:Supporting guidance 2: « Radiation and your patient : A guide for medical practitioners »« Radiation and your patient : A guide for medical practitioners »

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64 Traduction française par lIRSN « Vos patients et les rayons ; un guide pour les médecins praticiens »« Vos patients et les rayons ; un guide pour les médecins praticiens » Guide voulu extrêmement pratiqueGuide voulu extrêmement pratique Présenté sous forme de « questions- réponse »Présenté sous forme de « questions- réponse » Tentant de répondre le plus clairement possible aux questions les plus souvent posées ( y compris les plus délicates !)Tentant de répondre le plus clairement possible aux questions les plus souvent posées ( y compris les plus délicates !)

65 Le cadre conceptuel de la Protection Radiologique Trois grands principes ;Trois grands principes ; JustificationJustification OptimisationOptimisation Limites de doseLimites de dose

66 Justification ICRP ; « In principle, the decision to adopt or continue any human activity involves a review of the benefits and disadvantages of the possible options »…ICRP ; « In principle, the decision to adopt or continue any human activity involves a review of the benefits and disadvantages of the possible options »… « The Commission… requires only that the net benefit be positive … »« The Commission… requires only that the net benefit be positive … » Important +++ ; the justification of a given procedure may evolve with time !Important +++ ; the justification of a given procedure may evolve with time ! i.e: a procedure justified in the eighties may become obsolete in the 2000s ….i.e: a procedure justified in the eighties may become obsolete in the 2000s ….

67 Justification In Medicine, the problem is slightly different ( ICRP 73 and European Directive 97/43, June 30, 1997 )In Medicine, the problem is slightly different ( ICRP 73 and European Directive 97/43, June 30, 1997 ) Three levels of justification of a practice in medicine :Three levels of justification of a practice in medicine : Step 1 ; « the use of radiation in medicine is accepted as doing more good than harm. Its justification is now taken for granted »Step 1 ; « the use of radiation in medicine is accepted as doing more good than harm. Its justification is now taken for granted » Step 2 ; the « generic justification » of a given radiological procedure ( useful for a majority of exposed individuals)Step 2 ; the « generic justification » of a given radiological procedure ( useful for a majority of exposed individuals) Step 3 ; « The application of the procedure to a given individual ( individual justification) should be justified »Step 3 ; « The application of the procedure to a given individual ( individual justification) should be justified »

68 Justification European Directive 97/43 :European Directive 97/43 : « Medical exposure …. shall show a sufficient net benefit, weighing the total potential diagnostic or therapeutic benefits it produces …against the individual detriment that the exposure might cause,« Medical exposure …. shall show a sufficient net benefit, weighing the total potential diagnostic or therapeutic benefits it produces …against the individual detriment that the exposure might cause, taking into account the efficacy, benefits and risks of available alternative techniques having the same objective but involving no or less exposure to ionizing radiation »taking into account the efficacy, benefits and risks of available alternative techniques having the same objective but involving no or less exposure to ionizing radiation »

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

70 Optimization In Medicine ( European Directive 97/43):In Medicine ( European Directive 97/43): « For radiological purposes… ( all doses ) shall be kept as low as reasonably achievable consistent with obtaining the required diagnostic information, taking into account economic and social factors »« For radiological purposes… ( all doses ) shall be kept as low as reasonably achievable consistent with obtaining the required diagnostic information, taking into account economic and social factors »

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

72 Dose limits For the PublicFor the Public For ProfessionalsFor Professionals In MedicineIn Medicine

73 Dose limits For the Public ;For the Public ; ICRP 60 ( 1990 ) ; dose limit per year ; 1mSvICRP 60 ( 1990 ) ; dose limit per year ; 1mSv Same limit chosen in the European Directive 96/29 Euratom (13 mai 1996)Same limit chosen in the European Directive 96/29 Euratom (13 mai 1996) And in the French Decree N° ( 8 Mars 2001)And in the French Decree N° ( 8 Mars 2001)

74 Dose limits For professional exposure ;For professional exposure ; ICRP 60 ( 1990 ) ; 20 mSv per year, mean over 5 years ( No more than 100 mSv in 5 years)ICRP 60 ( 1990 ) ; 20 mSv per year, mean over 5 years ( No more than 100 mSv in 5 years) European Directive 96/29 Euratom (13 mai 1996) ; Dose limit set at 100 mSv over 5 years, and no more than 50 mSv in one yearEuropean Directive 96/29 Euratom (13 mai 1996) ; Dose limit set at 100 mSv over 5 years, and no more than 50 mSv in one year French Decree N° ( 31 Mars 2003) : still more demanding ; no more than 20 mSv per year.French Decree N° ( 31 Mars 2003) : still more demanding ; no more than 20 mSv per year.

75 Dose limits Professional exposure ;Professional exposure ; In case of pregnancy:In case of pregnancy: No more than 1 mSv per yearNo more than 1 mSv per year ( French decree )( French decree )

76 Dose limits For various parts of the body :For various parts of the body : ( European Directive 96/29 and French Decree )( European Directive 96/29 and French Decree ) Lens ; mo more than 150 mSv per yearLens ; mo more than 150 mSv per year Skin ; no more than 500 mSv per yearSkin ; no more than 500 mSv per year Hands, forearms,feet, ankles ; no more than 500 mSv per yearHands, forearms,feet, ankles ; no more than 500 mSv per year

77 Dose limits In Medicine ;In Medicine ; NO dose limit !NO dose limit ! However ;However ; Remember +++ that :Remember +++ that : The exposure must be justifiedThe exposure must be justified The exposure must be optimized …The exposure must be optimized …

78 For Radiotherapy ; Justification : not really a problem …Justification : not really a problem … But ; Optimization ; problems :But ; Optimization ; problems : New procedures, such as IMRT, « optimize » the dose distribution in the target volumes …New procedures, such as IMRT, « optimize » the dose distribution in the target volumes … But in some ( most ?) instances, increases the « integral » whole body dose,thus altering the global « optimization »!But in some ( most ?) instances, increases the « integral » whole body dose,thus altering the global « optimization »! What about possible trials in the future in case of secondary distant cancers ?? « Did you optimize enough ?? »What about possible trials in the future in case of secondary distant cancers ?? « Did you optimize enough ?? »

79 ICRP Committee 3 Task Group: Radiation protection issues of modern radiotherapy techniques IMRT ( and other new techniques ? ) could double the risk of secondary radio- induced cancers ( Followill 1997, Verellen 1999, Hall 2003, Kry 2005, Hall 2006) ?IMRT ( and other new techniques ? ) could double the risk of secondary radio- induced cancers ( Followill 1997, Verellen 1999, Hall 2003, Kry 2005, Hall 2006) ? Models to be discussed ( ICRP 60)…Models to be discussed ( ICRP 60)… The main ( the only ?) problem ; children!The main ( the only ?) problem ; children! Work in progress.Work in progress.

80 Irradiated volume outside the beam Low dosesMedium dosesHigh dosesTarget

81 Irradiated volume outside the beam Low dosesMedium dosesHigh dosesTarget conventional

82 Irradiated volume outside the beam Low dosesMedium dosesHigh dosesTarget Conformal conventional

83 Irradiated volume outside the beam Low dosesMedium dosesHigh dosesTarget IMRT Conformal conventional

84 Irradiated volume outside the beam Low dosesMedium dosesHigh dosesTarget IMRT Conformal conventional protons

85 Irradiated volume outside the beam Low dosesMedium dosesHigh dosesTarget IMRT Conformal conventional protons High doses ; protons>IMRT>Conformal>Conventional

86 Irradiated volume outside the beam Low dosesMedium dosesHigh dosesTarget IMRT Conformal conventional protons Medium-low doses; Protons>conventional>conformal>IMRT

87 Also to be discussed … Some studies, directly measuring the scattered dose at distance, do not support the higher scattered dose after IMRT ; in a prospective cohort of 120 women, Woo et al ( IJRO 2006) measured radiation dose from four sites on the body at the time of adjuvant breast radiotherapy.Some studies, directly measuring the scattered dose at distance, do not support the higher scattered dose after IMRT ; in a prospective cohort of 120 women, Woo et al ( IJRO 2006) measured radiation dose from four sites on the body at the time of adjuvant breast radiotherapy. For a standard 50 Gy breast radiotherapy, the minimal dose received by abdominal organs is on average 0.45 Gy, ranging from 0.06 to 1.55 Gy…For a standard 50 Gy breast radiotherapy, the minimal dose received by abdominal organs is on average 0.45 Gy, ranging from 0.06 to 1.55 Gy…

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

89 Irradiated volume outside the beam Low dosesMedium dosesHigh dosesTarget IMRT Conformal conventional protons Conventional with wedges ?

90 From the radiobiological point of view Things can be anticipated to be more complex …Things can be anticipated to be more complex …

91 The competition models

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

93 Eric Hall, 2006

94 Where is the right curve ??

95 Eric Hall, 2006 Where is the right curve ?? This one ?

96 Eric Hall, 2006 Where is the right curve ?? Or this one ?

97 Eric Hall, 2006 Where is the right curve ?? Or this one ?

98 Eric Hall, 2006 For low doses ; general (?) agreement to accept the LNT model … ( ICRP 99)

99 Eric Hall, 2006 ? for radiotherapy

100 Eric Hall, 2006

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

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

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

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

106 Linear-no-threshold models ( BEIR VII, Hall 2003, Kry 2005) Competition models with correction for repopulation ( Sachs and Brenner 2005) or repair (Dasu 2005) Competition models ( Schneider 2005)

107 Linear-no-threshold models ( BEIR VII, Hall 2003, Kry 2005) Competition models with correction for repopulation ( Sachs and Brenner 2005) or repair (Dasu 2005) Competition models ( Schneider 2005)

108 Risk models and radiobiological aspects Available data :Available data : The BEIR VII model, based on ICRP 60, and used both by Hall ( 2003) and the Houston group (2005).The BEIR VII model, based on ICRP 60, and used both by Hall ( 2003) and the Houston group (2005). The organ-equivalent dose model from Schneider ( Zurich )The organ-equivalent dose model from Schneider ( Zurich ) The recent 2005 paper of Dasu ( Acta Oncologica 2005 ), presenting a type of competition model.The recent 2005 paper of Dasu ( Acta Oncologica 2005 ), presenting a type of competition model. The data from Villejuif (Rubino 2003, Le Pogam in press) based on their clinical breast cancer series.The data from Villejuif (Rubino 2003, Le Pogam in press) based on their clinical breast cancer series. The recent paper from Sachs and Brenner, incorporating repopulation in their model ( PNAS 2005)The recent paper from Sachs and Brenner, incorporating repopulation in their model ( PNAS 2005)

109 Risk models and radiobiological aspects The results of such an analysis are rather confusing…The results of such an analysis are rather confusing… Brenner adequately mentions in his last 2006 paper The large discrepancies between the current standard model(s)… and recent second cancer data…Brenner adequately mentions in his last 2006 paper The large discrepancies between the current standard model(s)… and recent second cancer data…

110 Risk models and radiobiological aspects This confusion culminated recently in an exchange of letters in the Red Journal (2006), with the groups using the BEIR VII model finding a doubling of the second cancer risk with IMRT,This confusion culminated recently in an exchange of letters in the Red Journal (2006), with the groups using the BEIR VII model finding a doubling of the second cancer risk with IMRT, While the Schneiders model does not find any increase using the so-called Organ-Equivalent-Dose competition model. While the Schneiders model does not find any increase using the so-called Organ-Equivalent-Dose competition model.

111 Risk models and radiobiological aspects A number of pending questions :A number of pending questions : Should we include age ?Should we include age ? Should we include « cell killing » at high doses ?Should we include « cell killing » at high doses ? Should we include fractionation ? ( repair ?)Should we include fractionation ? ( repair ?) Should we include genetic susceptibility ?Should we include genetic susceptibility ? Should we include repopulation ?Should we include repopulation ? The answer is probably « Yes » for each,The answer is probably « Yes » for each, But how ??But how ??

112 If we add the large uncertainties linked to those modelsIf we add the large uncertainties linked to those models (We must for example keep in mind that the 90 % confidence interval of the widely quoted 5 % - lifetime- increase per Sievert is 2 to 11 % …), (We must for example keep in mind that the 90 % confidence interval of the widely quoted 5 % - lifetime- increase per Sievert is 2 to 11 % …), it seemed that models can (and probably must ) be used to give us some clues and generate discussions and hypotheses,it seemed that models can (and probably must ) be used to give us some clues and generate discussions and hypotheses, but that it would be probably unreasonable to expect from any model a reliable and precise estimate of the risk of second cancer for the given irradiation of a given patient (or maybe with huge confidence intervals ??).but that it would be probably unreasonable to expect from any model a reliable and precise estimate of the risk of second cancer for the given irradiation of a given patient (or maybe with huge confidence intervals ??).

113 Synthesis and recommendations In this part, the second cancer risk in low-dose areas, which was our initial concern, has to be put in perspective and balanced with a number of positive aspects;In this part, the second cancer risk in low-dose areas, which was our initial concern, has to be put in perspective and balanced with a number of positive aspects; the now recognized increased anti-cancer efficacy of some new techniquesthe now recognized increased anti-cancer efficacy of some new techniques the possible decrease in the second cancer risk in the (reduced) high dose regionsthe possible decrease in the second cancer risk in the (reduced) high dose regions the decrease in toxicity attached to those new techniquesthe decrease in toxicity attached to those new techniques

114 Synthesis and recommendations One of the main recommendations should probably be directed to the management of children patients, for whom the second cancer risk could still be underestimated by the current models ( because susceptibility is not taken enough into account ?),One of the main recommendations should probably be directed to the management of children patients, for whom the second cancer risk could still be underestimated by the current models ( because susceptibility is not taken enough into account ?), While this type discussion for elderly patients could be irrelevant, since they are less prone to develop a radio-induced cancer and since a large percentage of them will not live long enough to observe its emergence ….While this type discussion for elderly patients could be irrelevant, since they are less prone to develop a radio-induced cancer and since a large percentage of them will not live long enough to observe its emergence ….

115 To summarize: We have to find out what could be the right position between ;We have to find out what could be the right position between ; An unreasonably reassuring statement ; « Lets go, theres no risk at all … »An unreasonably reassuring statement ; « Lets go, theres no risk at all … » An unreasonably scaring position ; « Those techniques are awfully carcinogenic ! »An unreasonably scaring position ; « Those techniques are awfully carcinogenic ! »

116 Thank you !


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