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 d’un nouveau gel dosimétrique chimique de Fricke avec lecture par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) en collaboration avec le CRLCC Jean Perrin de Clermont-Ferrand et l’université de Toulouse. Ce gel présente 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. L’étude en cours porte sur l’amélioration des caractéristiques dosimétriques du gel. Celles-ci dépendent de ses propriétés chimiques ainsi que des performances de la méthode de lecture associée.
Cette méthode, basée sur la lecture des dosimètres par IRM, est par ailleurs un bon candidat pour effectuer des mesures de distributions 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. Ces études seront effectuées dans le cadre du projet européen EMPIR « Metrology for MR guided Radiotherapy (MRgRT) », visant à développer les bases métrologiques de l’utilisation de cette technique de radiothérapie (traçabilité dosimétrique, calcul de doses, imagerie).
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.

PROJETS COLLABORATIFS EMPIR :
– MRgRT « Metrology for MR guided radiotherapy »
Site internet : https://www.euramet.org/research-innovation/search-research-projects/details/?eurametCtcp_project_show%255Bproject%255D=1404

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES :
– N. Périchon T. Garcia, P. Francois, V. Lourenço, C. Lesven, J.-M. Bordy, Calibration of helical tomotherapy machine using EPR/Alanine dosimetry, (2011), Medical Physics 38, 1168
DOI: 10.1118/1.3553407
– T. Garcia, T. Lacornerie, R. Popoff,, V. Lourenço, J.-M. Bordy, Dose verification and calibration of Cyberknife® using EPR/Alanine dosimetry, (2011), Radiation Measurements, volume 46 issue 9, pages 952-957 ;
http://dx.doi.org/10.1016/j.radmeas.2011.03.031
– J.-M. Bordy et al., Radiotherapy out-of-field dosimetry: Experimental and computational results for photons in a water tank, (2013), Radiation Measurements Volume 57,
DOI: 10.1016/j.radmeas.2013.06.010

PARTENARIATS :
– Centre Jean Perrin – Centre Régional de Lutte Contre le Cancer d’Auvergne
Site internet : http://www.cjp.fr/fr/
– Université Paul Sabatier de Toulouse