A. Guney
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Comparaison des différents contrôles dosimétriques effectués en IMRT statique et dynamique Swiss Congress of Radiology – Davos mai 2016 Asiye GUNEY TUNC Assistante de Recherche HES - HEdS Cadre de la recherche Travail de certification : CAS HES SO en Dosimétrie en Radio-Oncologie Moyens de réalisation : – Étude d’une thèse, articles de recherche, recommandations SSRPM – 2 journées d’observation sur le terrain des HUG – Entretiens : dosimétriste (1) et physicien (2) Cadre de la recherche Évolution des techniques de radiothérapie efficacité de précision thérapeutique dépend de chacun des maillons de la chaîne de traitement Figure 1 : étapes du processus thérapeutique en radio-oncologie Contrôle dosimétrique en radiooncologie EPID PTW PINPOINT Contrôle dosimétrique en radiooncologie EPID PTW PINPOINT Electronic Portal Imaging Devices Contrôle dosimétrique par EPID Système portal EPID : – Détecteur plan, fixé à l’accélérateur linéaire – Génère une image numérique du champ d’irradiation – Offre une carte de dose bidimensionnelle Figure 2 : Accélérateur linéaire de radiothérapie Varian-Clinac. Tiré de : Wikipédia, 2016 Initialement : vérification du positionnement Aujourd’hui contrôle dosimétrique in vivo, et permet d’obtenir une information sur la distribution de dose Aux HUG, tous les plans de traitement aux HUG sont contrôlés par EPID. Contrôle dosimétrique par EPID Comparaison de la dose prédite (calculée) et la dose irradiée sur le portal EPID. Préparation : Sur TPS ECLIPSE: réalisation d’un plan QA EPID à partir du plan de traitement sur le TPS Eclipse de Varian, virtuellement. A l’issue de cette préparation, la matrice de dose pour le plan calculé est définit et est transféré sur le portal À la Salle : déplier le système portale à une distance de 105 cm de la tête de l’accélérateur, puisque sur le TPS Eclipse, le calcul est effectué à une distance de 105 cm. Figure 3 : Distance Source-Epid Tiré de Journal of Medical physics, (2015) Contrôle dosimétrique par EPID Irradiation : - En IMRT statique, l’acquisition s’effectue faisceau par faisceau dans un plan obligatoirement perpendiculaire au faisceau. En VMAT, l’image est intégrée sur l’intégralité de l’arc ou par section angulaire d’arc. A l’issue de l’irradiation, la dose obtenue sur le système portal avec le ou les faisceaux de traitement planifié(s) est calculé. Contrôle dosimétrique par EPID La comparaison consiste en la mise en coïncidence de la matrice de dose calculée (image prédite) et mesurée (image portale). Figure 4 : Comparaison pour les contrôles dosimétriques EPID des matrices de dose calculées et mesurées Figure 5 : Quantification point par point de l’accord entre la matrice de référence et la matrice acquise « EPID » Contrôle dosimétrique par EPID Indices d’évaluation : - La différence de dose : Evalue quantitativement la différence de dose observée dans un pixel donné entre la dose calculée et la dose mesurée. Adaptée aux régions de faible gradients de dose : δ (rm, rc) = Dc – Dm - La distance to agreement : (DTA ou r) : Évalue quantitativement la distance minimale entre un pixel donné dans la matrice mesurée et le pixel de même dose dans la matrice calculée. Adaptée aux régions de forts gradients de dose r = rc – rm avec rc la coordonnée du point de la matrice calculée et rm la coordonnée du point de la matrice mesurés. - L’index gamma (γ) : Combine les 2 indices précédents. Donne une image représentant les écarts physiques entre la distribution de dose calculée et mesurée : Avec ΔD max la tolérance sur la différence de dose, et Δr max la tolérance sur la DTA Contrôle dosimétrique - radio-oncologie EPID PTW PINPOINT Contrôle dosimétrique par PTW 2D Array et Octavius fantôme - Fourni une carte de flux, obtenue en irradiant le fantôme par les faisceaux de traitement que l’on compare ensuite avec la cartographie du plan mesuré La totalité du plan de traitement est calculée - Fréquence : 1 fois par mois pour tous les plans de traitement. Contrôle dosimétrique par PTW 2D Array et Octavius fantôme Caractéristiques physiques : - Détecteur PTW : - 729 chambres d’ionisation Matrice de 27 cm x 27cm, offrant une taille maximale de 27 cm x 27 cm. Les chambres d'ionisations sont à faces planes et parallèles, et sont ventilés de 5 mm x 5 mm x 3 mm, et l'espacement de centre à centre est de 1 cm. Ce système de contrôle permet un usage multiple, il est très polyvalent (assurance qualité des plans de traitement en IMRT statique et dynamique, et les contrôles qualité machine sur les LINAC). Les chambres d’ionisations vont détecter la dose et la transférer à l’interface qui va transférer les données sur le système. Figure 6 : Matrice PTW 2D Array Tirée de PTW , 2016 Contrôle dosimétrique par PTW 2D Array et Octavius fantôme Préparation : - Console : Préparation du plan QA PTW à partir du plan de traitement, sur un TPS Eclipse de Varian. A l’issue de cette préparation, la matrice de dose pour le plan calculé est définit. Calibration : Ouverture du champs : 10cm*10cm 152 UM 6 MV Contrôle dosimétrique par PTW 2D Array et Octavius fantôme Salle : - Positionnent de l’Octavius fantôme sur la table de traitement. - Centrage sur les repères définis. - La plaque PTW est glissée dans le fantôme et branchée à l’interface connecté au dosimètre. - Il est impératif pour la précision de la mesure de relever la température et la pression de la salle avant l'irradiation. Figure 7: Octavius Phantom Tiré de PTW, 2014 Une fois la préparation terminée, le programme est lancé sur l’ordinateur PTW, et le passage à la phase d’irradiation est rendu possible. Contrôle dosimétrique par PTW 2D Array et Octavius fantôme Irradiation : Figure 8 : Octavius fantôme avec le détecteur PTW, positionné sur la table du Linac. Irradiation du système de contrôle avec le ou les faisceaux de traitement. L’acquisition de la dose s’effectue à l’isocentre sur le plan frontal (coronal) du plan de traitement. Contrôle dosimétrique par PTW 2D Array et Octavius fantôme Analyse : PTW VeriSoft®, logiciel sophistiqué conçu pour la vérification complète du plan d'IMRT avec les systèmes PTW Octave. Figure 9 : Interaface VerySoft : Comparaison des plans IMRT mesurés et calculés. (Orange –rouge : non-respect des contraintes / vert : respect des contraintes) Contrôle dosimétrique - radio-oncologie EPID PTW PINPOINT Contrôle dosimétrique par PinPoint et Octavius fantôme • Mesure la dose en un point (à l’isocentre). • Utilisé pour un grand nombre de contrôle qualité tel que: – mesure du rendement en profondeur des faisceaux, – mesure des profils de dose, – mesure des outputs factor (ouverture des collimateurs). Figure 10 : Sonde PinPoint – Tiré de PTW, 2014 Contrôle dosimétrique par PinPoint et Octavius fantôme • Selon la taille du champ, la position des gradients et d’autres facteurs différents type de détection peuvent être utilisés, (cf schéma ci-dessous). Figure 11 : Types de détecteurs utilisables pour la mesure de dose en un point et ses caractéristiques respectives Contrôle dosimétrique par PinPoint et Octavius fantôme Ce système de contrôle inséré dans Octave et combiné à des outils dédiés, offre une flexibilité incomparable de test. Caractéristiques physiques «PinPoint à chambre d’ionisation» : Figure 12 : Schéma d’une chambre d’ionisation – Cavité d’air comprise entre deux électrodes entre lesquelles une différence de potentiel est appliquée afin de créer un champ électrique dans le volume. – Le faisceau incident de rayonnement ionisant crée des paires d'électron-ion dans le volume d’air. Ces électrons et ions vont migrer vers les électrodes sous l’effet du champ électrique. – Le déplacement des charges induit un courant qui est mesuré par un électromètre. – Ce courant est donc directement relié à la dose absorbée dans la chambre d’ionisation Contrôle dosimétrique par PinPoint et Octavius fantôme Aux HUG, ce contrôle est effectué en complément du contrôle EPID de manière hebdomadaire. Préparation : - Console : Préparation du plan QA PinPoint sur un TPS Eclipse de Varian à partir du plan de traitement. A l’issue de cette préparation, la mesure de la dose en un point (isocentre) est relevé ainsi que la valeur de la calibration du jours. Contrôle dosimétrique par PinPoint et Octavius fantôme - Salle : - Positionner le fantôme Octave (Figure 8) sur la table de traitement et le centrer sur ses repères. - La sonde PinPoint (Figure 10) est glissé délicatement dans l’insert (Figure 9), qui est lui-même introduit dans le fantôme - La sonde PinPoint est branché à l’interface qui est lui-même connecté au dosimètre. Il est impératif pour la précision de la mesure de relever la température et la pression de la salle avant l'irradiation. Contrôle dosimétrique par PinPoint et Octavius fantôme Irradiation : Irradiation du système de contrôle PinPoint avec le ou les faisceaux de traitement(s). L’acquisition de la dose s’effectue en un point à l’isocentre du plan de traitement. Analyse : Figure 13 : Dosimètre L’analyse consiste en la vérification de la dose délivrée à l’isocentre. Dès que l’irradiation est terminée la dose reçue à l’isocentre est immédiatement relevée sur le dosimètre puis elle est comparée par rapport à la dose calculée en dosimétrie lors de la préparation. Il faut prendre en compte la valeur de la calibration du jours dans l’analyse des données. Contrôle dosimétrique par PinPoint et Octavius fantôme Ce contrôle ne présente aucune différence par rapport à la procédure du PTW. Au lieu d’avoir une plaque PTW, nous avons une chambre d’ionisation PinPoint qui va jusqu’à l’isocentre du plan de traitement. Synthèse Conclusion Approfondissement des caractéristiques de ces contrôles dosimétriques Acquisition d’un œil critique et objectif sur ces différents contrôles Ouvertures : - Créer un système EPID, permettant de fournir une information sur la dose absolue, ce qui faciliterait et enrichirait ce système de contrôles dosimétriques. - Effectuer une étude sur la précision de contrôles dosimétriques et de leur impact sur la qualité du traitement. Bibliographie - Badel, JN. (2009) Thèse, Contrôle dosimétrique des traitements de radiothérapie par simulation Monte Carlo de l’image de dose portale transmise. Lien : http://www.creatis.insa-lyon.fr/~dsarrut/phd/JeanNoelBadel_PHD_2009.pdf - Barada, M . (2013-2014) Cours, Contrôle qualité sur Linac - Confédération Suisse. Statistique Suisse - Santé. 2014 Lien : http://www.bfs.admin.ch/bfs/portal/fr/index/themen/14/02/05/key/01/01.html - Dubouloz, A . (2013-2014) Cours, IMRT VMAT partie 2 - Ordres des technologues en imagerie médicales et en radio-oncologie du Quebec. Lien : https://www.otimroepmq.ca/News/2011/04/~/media/MembresEtEtudiants/__normes/RO_gen.ashx - PTW Detector for Small Field Dosimetry. 2014 Lien : http://www.ptw.de/2311.html?&no_cache=1&cId=245 -Société Suisse de Radiobiologie et de physique Médicale. Avril 2014 Lien : http://www.sgsmp.ch/sgsmp-f.htm - Wikipédia. 2014. Contrôle qualité Lien : http://fr.wikipedia.org/wiki/Contr%C3%B4le_qualit%C3%A9 - Wikipédia, 2016. accélérateur linéaire de radiothérapie Varian-Clinac Lien : https://fr.wikipedia.org/wiki/Radioth%C3%A9rapie#/media/File:Radiotherapie.JPG Journal of Medical physics, (2015)http://www.jmp.org.in/viewimage.asp?img=JMedPhys_2015_40_3_129_165072_f3.jpg Le fruit du travail est le plus doux des plaisirs Vauvenargues
