dosimetrie in vivo en radiotherapie

DOSIMETRIE IN VIVO EN RADIOTHERAPIE
REUNION CRONOR DU 11 OCTOBRE 2007
COMPARAISON DE
3 SYSTEMES
DE DOSIMETRIE IN VIVO
EB
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REUNION CRONOR DU 11 OCTOBRE 2007
COMPARAISON DE
3 SYSTEMES
DE DOSIMETRIE IN VIVO
Introduction
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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DOSIMETRIE IN VIVO EN RADIOTHERAPIE
INTRODUCTION
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 qualité
en 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 un
bilan 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 élaboration
suite à des groupes de travail sur ce sujet.
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PRESENTATION DES 3 MATERIELS TESTES
A la SELARL d’Imagerie Médicale et d’Oncologie du Pont Saint Vaast qui
regroupe les centres de radiothérapie suivants : GIE Radiothérapie à Lens,
Centre Léonard de Vinci à Douai et le Centre Galilée à Lille, nous avons
opté pour testé un système de dosimétrie in vivo par centre afin de se faire
une 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-Pro
In 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 haute
énergie type standard proche du cobalt (convient X6 et X18) le tout associé
à un logiciel d’exploitation appelé mobile Mosfet version 2.1. Cet équipement
possède un système WIFI qui remplace les câblages de liaisons entre
l’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 technique
utilise le principe physique des transistors à effet de champs contrairement
aux 2 autres équipements qui appliquent
le principe d’un semi-conducteur classique.
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PRESENTATION DES 3 MATERIELS TESTES
Scanditronix Wellhöfer
PTW Freiburg
Mosfet
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PRINCIPE GENERAL DE LA
DOSIMETRIE IN VIVO
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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 jonction
PN. Au sein du cristal, les déplacements aléatoires des porteurs de charge majoritaires amènent certains d’entre eux
à 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 charges
majoritaires 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.
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 différence
de 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.
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PRINCIPE GENERAL DE LA
DOSIMETRIE IN VIVO
BUT : détecter et éviter les erreurs provenant des étapes de préparation.
Ex : acquisition des données patients, dosimétrie des faisceaux, calcul de
la 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’ionisation
placée à la profondeur du maximum.
Faire de la mesure de dose à l’entrée
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PRINCIPE GENERAL DE LA
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PRINCIPE GENERAL DE LA
DOSIMETRIE IN VIVO
Une fois la diode étalonnée par rapport à la chambre on va regarder tous les
facteurs 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 nous
conduisent à l’évaluation de la dose absolue comparative au TPS.
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MISE EN PLACE PROPRE A
CHAQUE SYSTEME
DPD 3
PTW
Etalonnage à Dmax pour chaque
énergie dans les conditions de ref
DSP 100 10*10
Etalonnage à Dmax pour chaque
énergie dans les conditions de ref
DSP 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 :
Sensiblité du détecteur
Facteur de calibration
On cherche à établir une base de
données de champs type moyen
standard par localisation et on
cherche un coefficient de correc
tion par champ.
- filtre en coin : FC fixe dans le soft
0 et 60°, calcul à postériori
Grande quantité de mesures qui
- accessoires : oui ou non
doivent être vérifiées périodique
- DSP
ment.
- taille de champ
Calcul d’un coefficient de
- masque : juste T° qui change
correction par localisation
et type de champ, qui nous
Calcul d’un coefficient total
donne la dose à Dmax
puis donne la dose à Dmax
MOSFET
Pas 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
Périodiquement on refait sensibilité
du détecteur :
- X6 toutes les semaines (trop, pb diode)
- X18 tous les mois
Normalement lors CQ mensuel
! : en électrons calculer pour tous
les réducteurs
DSP entre 90 et 110 pas de
variation
Angle jusqu’à 30° OK
D’autres facteurs à étudier FC
Problèmes de répétabilité
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Quelques résultats d’étude de facteurs :
Fcorrection du masque = 0,994
Directional response at 6 MV Photons
Detector: T60010M - 0004
variation de la diode en fonction de l'angle du filtre en coin
1,2000
3
1,1500
2,5
1,1000
chambre
1,5
diode yellow 1
diode yellow 2
1
normalized reading
1,0500
2
dose (Gy)
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MISE EN PLACE PROPRE A
CHAQUE SYSTEME
1,0000
axial
0,9500
Tip to Cable
0,9000
0,8500
0,5
0,8000
0,7500
0
0
10
20
30
40
angle du filtre ne coin °
50
60
70
0,7000
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
beam incident angle
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AVANTAGES - INCONVENIENTS
DPD 3
PTW
MOSFET
- une fois la matrice de
correction effectuée on peut faire
toutes les mesures de champs
-si notre de champ de traitement
s’éloigne trop des champs
étudiés au niveau facteur de
correction, mauvais résultat :
champs asymétriques, DSP…
-pas trop adapté aux mesures
en surface, positionnement à
l’intérieur du patient compliquée
-refaire régulièrement les
sensibilités des détecteurs
-cher
-beaucoup de mesures au
départ mais après toute
utilisation possible
-problème de répétabilité
- cher, formation ?
- pb de range à faire attention
- pas cher car seul le système
WIFI à racheter par linac
- MOSFET consommables
-Soft où il faut entrer toutes les
caractéristiques de champs en
détails :
. boulot : . complet : +
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FAISABILITE PRATIQUE
- faisons nous tous les traitements : palliatif flash ?
- encéphale in total où les UM et taille de champs
très 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
- objectif de la dosimétrie in vivo est la mesure
de dose mais à la fois c’est la limite d’un tel
contrôle qui se limite qu’à la dose (forme de champ
IP, FC par linac, calcul TPS juste reproduit….)
- pas forcément l’outil de le plus adapté pour vérifier
un faisceau : cher, beaucoup d’investigations pour
des 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 : problème
d’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
La dosimétrie in vivo vérifie bien un problème
de calibration du linac (mais il y a le TOP
quotidien) ou un mauvais remplissage de la
fiche de traitement (double relecture), mais
pas une erreur aléatoire type Top qui fluctue
ou problème de champ un jour!
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 des
Informations, double relecture des données….. la dosimétrie in vivo n’est pas
la seule réponse, elle fait partie d’une chaîne de contrôles.
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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 dosimétrie
in vivo s’adressant à l’ensemble des centres : RECOMMANDATIONS
- Présence de représentants du privé, du public et de CLCC
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