Contrôle qualité en radiothérapie
Techniques dosimétriques pour le contrôle qualité des traitements par radiothérapie
L’ensemble des équipements nécessaires à la réalisation d’un traitement par radiothérapie est soumis à des procédures de contrôle qualité soit séparément, soit globalement. Les logiciels de planification des traitements sont un maillon essentiel de ce processus. Afin de les valider, le LNHB étudie des systèmes de détection permettant des mesures ponctuelles, en 2D, en 3D et dans un volume donné.
Les détecteurs ponctuels utilisables notamment pour la dosimétrie in vivo (TLD OSL par exemple) répondent partiellement à la question. En effet, il est nécessaire d’utiliser un grand nombre de détecteurs pour réaliser une cartographie volumique de la distribution de dose dans un fantôme anthropomorphique représentant un patient.
Les films, par exemple Gafchromiques, permettent de faire un pas vers une mesure plus globale en réalisant des mesures dans les plans qu’il faut ensuite assembler pour reconstituer une cartographie 3D. Indépendamment, leur utilisation est aussi envisagée pour caractériser les profils des petits champs.
La dosimétrie 3D représente l’étape ultime donnant accès en une seule opération à une cartographie tridimensionnelle. Le LNHB travaille sur la caractérisation de gels dosimétriques chimiques de Fricke associés à des lectures par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) et par tomographie optique. Ces gels présentent des perspectives intéressantes pour une utilisation en hôpital comme méthode de contrôle qualité interne. Cependant des améliorations doivent être apportées, notamment en ce qui concerne la limite de détection, la résolution spatiale et les incertitudes de mesure. Les études en cours portent sur l’amélioration des caractéristiques dosimétriques de la méthode, et sur son transfert vers les centres de radiothérapie pour une utilisation comme méthode de contrôle qualité de la chaîne de traitement des patients.
Cette méthode est par ailleurs un bon candidat pour effectuer des mesures de distribution de doses 3D sur les nouvelles machines de radiothérapie guidée par IRM. En effet, la présence d’un champ magnétique constant ne perturbe pas la mesure, contrairement à d’autres dosimètres, et la lecture par IRM du gel peut se faire directement avec le dispositif d’imagerie de la machine.
Au-delà des techniques de mesure pour la détermination de la distribution en 3D des doses dans le patient, une alternative consiste à placer un dosimètre, dont le volume représente celui d’une tumeur, dans un fantôme anthropomorphique. Il faut ensuite planifier et réaliser un traitement comme il le serait pour un patient, puis vérifier que la dose délivrée à la tumeur correspond à la dose attendue. Le LNHB a mis au point cette technique au moyen de détecteurs à l‘alanine.
La complexification des modalités de traitement de radiothérapie externe entraîne de nouveaux besoins dosimétriques pour pouvoir mesurer en trois dimensions (3D) la dose délivrée à la tumeur et aux tissus sains environnants. Le gel Fricke-Xylenol orange-Gelatin (FXG) est un gel dosimétrique qui peut être lu par tomographie optique pour mesurer des distributions de dose 3D. Cette méthode est néanmoins limitée à des doses inférieures à 4 Gy, et n’est donc pas adaptée aux méthodes de traitement dites « stéréotaxiques » qui visent à délivrer de fortes doses à la tumeur (de l’ordre de 10 Gy) avec de petits faisceaux d’irradiation. Une nouvelle méthode de double lecture optique du gel FXG a été développée au LNHB sur le scanner de reconstruction tomographique Vista16™ (ModusQA) : elle permet d’étendre la gamme de doses d’utilisation du gel FXG pour mesurer des distributions de dose 3D délivrées en radiothérapie stéréotaxique.