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COMPARAISON DE 3 SYSTEMES

DE DOSIMETRIE IN VIVO

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Présentation des 3 matériels testés

Principe général de la dosimétrie in vivo

Mise en place propre à chaque système

Avantages - Inconvénients

Faisabilité pratique

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COMPARAISON DE 3 SYSTEMES

DE DOSIMETRIE IN VIVO

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Discussion et limites d’un tel système de contrôle

Introduction

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INTRODUCTION

REUNION CRONOR DU 11 OCTOBRE 2007

Suite à l’affaire de l’accident de radiothérapie à Epinal et la prise en main par la presse et les instances politiques du problème de la qualitéen radiothérapie et de la méthode pour réduire les risques encourus par le patient pour de tels traitements la dosimétrie in vivo a été remise sous le feu des projecteurs.

Dans le cadre de cette réunion CRONOR, il m’a été demandé de faire unbilan sur 3 matériels de dosimétrie in vivo de marque différente afin d’entamer un débat et éventuellement une politique régionale sur ce sujet,en sachant que parallèlement à cela des textes de loi seront en élaborationsuite à des groupes de travail sur ce sujet.

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PRESENTATION DES 3 MATERIELS TESTES

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A la SELARL d’Imagerie Médicale et d’Oncologie du Pont Saint Vaast quiregroupe les centres de radiothérapie suivants : GIE Radiothérapie à Lens,Centre Léonard de Vinci à Douai et le Centre Galilée à Lille, nous avonsopté pour testé un système de dosimétrie in vivo par centre afin de se faireune idée précise de leur fonctionnement respectif.

Voici les 3 équipements choisis :

- le système DPD 3 de Scanditronix Wellhöfer avec 1 diode X6 (EDP 15 6-12 MV), 1 diode X18 (EDP 20 10-20 MV),1 diode électron (EDD 5) et 1 diode organe à risque (EDD 2), avec un logiciel d’exploitation appelé Omni-ProIn Vidos

- le système Vivodos E de PTW Freiburg associé à 2 diodes X6 (T 60010 M 1-13 MV), 2 diodes X18 (T 60010 H 13-25 MV), 1 diode électron et 1 diode organe sensible, avec un logiciel d’exploitation associé appelé Vivosoft v 1.2

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PRESENTATION DES 3 MATERIELS TESTES

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Voici les 3 équipements choisis (suite) :

- le système mobile MOSFET de THOMSON-NIELSEN associé à 5 Mosfets maximum de type TN 502 RD adaptés aux rayonnements X de hauteénergie type standard proche du cobalt (convient X6 et X18) le tout associé à un logiciel d’exploitation appelé mobile Mosfet version 2.1. Cet équipementpossède un système WIFI qui remplace les câblages de liaisons entrel’intérieur et l’extérieur du bunker qui par le biais d’un câble et d’un port série normal au niveau d’un PC permet l’exploitation des résultats. Cette techniqueutilise le principe physique des transistors à effet de champs contrairementaux 2 autres équipements qui appliquentle principe d’un semi-conducteur classique.

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PRESENTATION DES 3 MATERIELS TESTES

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Scanditronix Wellhöfer PTW Freiburg Mosfet

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PRINCIPE GENERAL DE LA DOSIMETRIE IN VIVO

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L’interaction entre un faisceau de rayonnements et la diode augmentera alors le nombre d’électrons trous. Les paires d’électrons trous créées à proximité ou au niveau de la jonction et résultant de l’interaction entre un faisceau d’énergie suffisante et le cristal de silicium, auront pour effet d’augmenter le nombre de porteurs de charges minoritaires susceptibles de traverser la jonction. Ce courant inverse additionnel dépend de l’énergie du faisceau, du débit et de la température. L’énergie moyenne nécessaire à la création d’une paire électron trou n’est que de 3.6 eV, ce qui permet à ce capteur d’être très sensible malgré un faible volume. Pour mesurer la dose, ce détecteur doit être relié à un électromètre présentant une faible impédance d’entrée sans tension de polarisation. La différencede potentiel est nulle en l’absence d’irradiation. Pendant l’irradiation, on mesure le courant électrique traversant la jonction dont l’intensité est fonction des caractéristiques du faisceau.

Dans un semi-conducteur, la zone de transition entre une région dopée P (doper le cristal en remplaçant une partie des atomes par des atomes possédant un électron en moins ) et une région dopée N (en remplaçant une partie des

atomes du cristal (germanium ou silicium) par des atomes possédant un électron en plus) est appelée jonctionPN. Au sein du cristal, les déplacements aléatoires des porteurs de charge majoritaires amènent certains d’entre euxà franchir la jonction : la région N se charge alors positivement et la région P négativement de part et d’autre de la jonction. Un équilibre va s’installer du fait de l’établissement d’un champ électrique repoussant les porteurs de chargesmajoritaires des deux régions et permettant seulement aux porteurs de charge minoritaires de traverser la jonction. Cette région dépeuplée de charges libres s’appelle zone de déplétion.

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PRINCIPE GENERAL DE LA DOSIMETRIE IN VIVO

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BUT : détecter et éviter les erreurs provenant des étapes de préparation.

Ex : acquisition des données patients, dosimétrie des faisceaux, calcul dela répartition de dose, transfert des données, mise en place du patient…

PRINCIPE GENERAL UTILISE CHEZ NOUS : étalonner des diodes de telle sorte que placée à la surface d’un fantôme, en équilibre électronique, elles indiquent la valeur de la dose d’entrée mesurée par la chambre d’ionisationplacée à la profondeur du maximum.

Faire de la mesure de dose à l’entrée

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PRINCIPE GENERAL DE LA DOSIMETRIE IN VIVO

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PRINCIPE GENERAL DE LA DOSIMETRIE IN VIVO

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Une fois la diode étalonnée par rapport à la chambre on va regarder tous lesfacteurs d’influence sur la mesure :

- la température- l’angle d’incidence du faisceau- la taille du champ de traitement- la DSP- le débit de la dose- accumulation des doses- influence du porte accessoire- influence du filtre en coin- influence des masques thermoformés- influence de la table de traitement

Ceci nous amène à trouver des facteurs de correction qui eux seuls nousconduisent à l’évaluation de la dose absolue comparative au TPS.

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MISE EN PLACE PROPRE A CHAQUE SYSTEME

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DPD 3 PTW MOSFETPas de variation en fonction de- l’angle du bras- taille de champ

Si mesure en profondeur

Mais mesure à Dmax car pausé

sur la peau du patient en pratique et dans ce cas le logiciel n’est pas adapté à prendre en compte les facteurs de correction.

Les Mosfets n’ont pas de build up intégré.

1 seul modèle de Mosfet pour toutes les énergies

Linéaire taille de champ

DSP entre 90 et 110 pas de variation

Angle jusqu’à 30° OK

D’autres facteurs à étudier FC

Problèmes de répétabilité

Etalonnage à Dmax pour chaqueénergie dans les conditions de refDSP 100 10*10

Sensiblité du détecteur

On cherche à établir une matrice de correction à intégrer dans le logiciel avec l’ensemble des facteurs étudiés :

- filtre en coin : FC fixe dans le soft0 et 60°, calcul à postériori- accessoires : oui ou non- DSP- taille de champ- masque : juste T° qui change

Calcul d’un coefficient totalpuis donne la dose à Dmax

Périodiquement on refait sensibilitédu détecteur : - X6 toutes les semaines (trop, pb diode)- X18 tous les moisNormalement lors CQ mensuel

! : en électrons calculer pour tous les réducteurs

Etalonnage à Dmax pour chaqueénergie dans les conditions de refDSP 100 10*10

Sensiblité du détecteur Facteur de calibration

On cherche à établir une base dedonnées de champs type moyenstandard par localisation et on cherche un coefficient de correction par champ.

Grande quantité de mesures quidoivent être vérifiées périodiquement.

Calcul d’un coefficient de correction par localisationet type de champ, qui nousdonne la dose à Dmax

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MISE EN PLACE PROPRE A CHAQUE SYSTEME

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Directional response at 6 MV PhotonsDetector: T60010M - 0004

0,7000

0,7500

0,8000

0,8500

0,9000

0,9500

1,0000

1,0500

1,1000

1,1500

1,2000

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100

beam incident angle

no

rmal

ize

d r

ea

din

g

axial

Tip to Cable

Fcorrection du masque = 0,994

variation de la diode en fonction de l'angle du filtre en coin

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 10 20 30 40 50 60 70

angle du filtre ne coin °

do

se (

Gy) chambre

diode yellow 1

diode yellow 2

Quelques résultats d’étude de facteurs :

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AVANTAGES - INCONVENIENTS

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DPD 3 PTW MOSFET

- une fois la matrice de correction effectuée on peut faire

toutes les mesures de champs

-refaire régulièrement les sensibilités des détecteurs

-cher

-beaucoup de mesures au départ mais après toute utilisation possible

-Soft où il faut entrer toutes les

caractéristiques de champs en

détails :

. boulot : -

. complet : +

-si notre de champ de traitement s’éloigne trop des champs étudiés au niveau facteur de correction, mauvais résultat : champs asymétriques, DSP…

- cher, formation ?- pb de range à faire attention

-pas trop adapté aux mesures

en surface, positionnement à

l’intérieur du patient compliquée

-problème de répétabilité

- pas cher car seul le système

WIFI à racheter par linac

- MOSFET consommables

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FAISABILITE PRATIQUE

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- faisons nous tous les traitements : palliatif flash ?- encéphale in total où les UM et taille de champstrès proches d’un patient à l’autre ….- sein, CMI, SusClav…. tous les champs X et e- ?- prostate conformationnelle : entrée et sortie ? - temps machine pris- formation du personnel pour de bonnes mesures- IP puis dosi in vivo puis ttt, patient a bougé,quand fait on exactement la mesure ?- influence du détecteur sur le profil de dose lors 1ère

Séance ou lors de toutes les séances de mesure

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DISCUSSION ET LIMITES D’UN TEL SYSTEME DE CONTRÔLE

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- objectif de la dosimétrie in vivo est la mesurede dose mais à la fois c’est la limite d’un telcontrôle qui se limite qu’à la dose (forme de champIP, FC par linac, calcul TPS juste reproduit….)- pas forcément l’outil de le plus adapté pour vérifierun faisceau : cher, beaucoup d’investigations pourdes résultats peu détaillés

- comparaison à Dmax qui n’est pas forcément le point fort de calcul du TPS- vérifie un problème de modélisation du TPS- pourquoi attendre la dernière étape avant traitement pour vérifier - toute le monde commande un système au même moment : problèmed’approvisionnement, un système par linac- exploitation de la quantité de résultats- traçabilité d’une mesure mal faite, justification alors indispensable!- champs latéraux similaires (+/- 5%) et 5.2 %?

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DISCUSSION ET LIMITES D’UN TEL SYSTEME DE CONTRÔLE

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Il faut absolument travailler à la multiplication des systèmes de contrôle : double check d’UM, IP systématique à prendre en compte en terme de dose,positionnement, procédures de travail, gestion du risque, transmission desInformations, double relecture des données….. la dosimétrie in vivo n’est pasla seule réponse, elle fait partie d’une chaîne de contrôles.

La dosimétrie in vivo vérifie bien un problèmede calibration du linac (mais il y a le TOPquotidien) ou un mauvais remplissage de lafiche de traitement (double relecture), maispas une erreur aléatoire type Top qui fluctueou problème de champ un jour!

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Présentation des 3 matériels testés

Principe général de la dosimétrie in vivo

Mise en place propre à chaque système

Avantages - Inconvénients

Faisabilité pratique

Discussion et limites d’un tel système de contrôle

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GT DOSIMETRIE IN VIVO – INCA

- Travail en parallèle FNCLCC- Double légitimité réglementaire : * ASN : radioprotection du patient

* critères d’agrément et d’autorisation

- Objectifs : mode d’emploi pratique pour la mise en place de la dosimétriein vivo s’adressant à l’ensemble des centres : RECOMMANDATIONS

- Présence de représentants du privé, du public et de CLCC