Application of voxel phantoms to study the influence of the heterogeneous distribution of actinides in lungs on in vivo counting using animal experiments

Application des fantômes numériques voxélisés à l'étude de l'influence sur la mesure anthroporadiamétrique des distributions hétérogènes des actinides dans les poumons à l'aide de mesures sur animal

¹ IRSN, Laboratoire d’Évaluation de la Dose Interne, DRPH/SDI/LEDI, B.P. 17, 92262 Fontenay-aux-Roses, France
² CEA, Laboratoire de Radiotoxicologie, DSV/DRR/SRCA/LRT, B.P. 12, 91680 Bruyères-le-Châtel, France
³ IRSN, Laboratoire de Radiopathologie, DRPH/SRBE/LRPAT, B.P. 17, 92262 Fontenay-aux-Roses, France
⁴ CEA, Service Hospitalier Frédéric Joliot, 4, place du général Leclerc, 91400 Orsay, France

Received: 24 May 2006
Accepted: 11 December 2006

Abstract

As part of the improvement of calibration techniques for in vivo counting, the Laboratory of Internal Dose Assessment of IRSN has developed a computer tool, “OEDIPE”, to model internal contamination in voxel phantoms, to simulate in vivo counting and to calculate internal dose. This software was used to model the real distribution of activity in the lungs of a baboon analyzed in the Laboratory of Radiotoxicology of CEA. This experiment provided the opportunity to study the influence of the heterogeneity of lung retention on the in vivo counting and to quantify its effect on the assessment of activity by comparison with a simulated homogeneous retention of the same total activity. The results show that the numerical simulation can be a relevant tool to reveal the heterogeneity of lung retention, allowing a determination of calibration factors adapted to heterogeneous contaminations that would be impossible by standard calibration with physical anthropomorphic phantoms.

Résumé

Dans le cadre de l’amélioration des techniques d’étalonnage en anthroporadiamétrie, le Laboratoire d’Évaluation de la Dose Interne de l’IRSN a développé un outil numérique, « ŒDIPE », pour modéliser la contamination interne dans des fantômes numériques voxélisés, simuler la mesure anthroporadiamétrique et estimer la dose interne. Ce logiciel a été utilisé pour modéliser une distribution d’activité réaliste au niveau pulmonaire, obtenue chez un babouin au Laboratoire de radiotoxicologie du CEA. Cette expérience a été l’occasion d’étudier l’influence des hétérogénéités de rétention pulmonaires sur la mesure in vivo et de comparer, par simulation, la mesure qui en résulte à celle d’une contamination homogène de même activité totale dans les poumons. Les résultats montrent que la simulation numérique peut être un outil très pertinent pour mettre en évidence les hétérogénéités de rétention, permettant une meilleure détermination des coefficients d’étalonnage dans des cas de contamination hétérogènes ; ce qui serait impossible à réaliser par la méthode standard d’étalonnage avec des fantômes physiques anthropomorphes.