Chapitre IV. Résultats et discussion
IV1.
Introduction........................................................................68
IV.2. Les données de photon à
scanné..............................................68
IV. 2.1.Méthode et dispositifs utilisés . .68
IV. 2.1.1. Medical Physics Control Center MEPHYSTO mc2
.. 69
IV. 2.1.2. Le positionnement des chambres d'ionisation 70
IV. 2.2. Résultats .70
IV. 2.2.1 Les courbes rendements en profondeur (PDD) pour les
champs ouverts àl'axe central . 71
IV. 2.2.1.1. Discutions et Interprétation 74
IV. 2.2.2. Mesure des profils latéraux de doses 74
IV. 2.2.2.1. Profil de dose pour un champ ouvert 75
IV. 2.2.2.1.1 Discutions et interprétation 81
IV. 2.2.2.2. Profil de dose diagonale 82
IV. 2.2.2.3. Profil de dose pour un champ MLC 83
IV. 2.2.2.3.1. Discutions et interprétation 84
IV. 2.2.2.4. Profil de dose pour un champ avec filtre en coin
84
IV. 2.2.2.4.1. Discutions et interprétation 95
IV.3. Les données photon non -scan 96
IV.3.1. Mesure des facteurs de diffusion totale et d'output du
collimateur 96
IV.3.2 : facteurs de transmission de block et porte cache 99
IV.4. comparaison entre les données mesurer et
calculer 101
IV.4.1. Pour les rendements en profondeur 101
IV.4.1.1. Discutions et interprétation .103
IV.4.2. Pour les profils de dose avec filtre en coins 103
IV.4.3. Pour les profils de dose avec champ ouvert 114
IV.4.4. Pour les profils de dose diagonale 120
IV.4.5. Interprétation des résultats 122
Conclusiongénérale
............................................................... 124
Bibliographies &
Références......................................................126
Liste des Tableaux
Tableau 1.1 classification des
neutrons............................................13
Tableau 4.1Valeur de COF, TSCF et PSCF pour les
faisceaux de photons de 6
et18
MeV.................................................................................97
Tableau 4.2Valeur obtenue pour les deux
faisceaux RX avec et sans port
cache......................................................................................99
Tableau 4.3Valeur obtenue pour les deux
faisceaux RX avec et sans
BLOC....................................................................................100
Tableau 4.4 Valeur obtenue pour la transmission
par bloc....................100
Figure 1.1 Classification des rayonnements 5
Figure1.2 Phénomène d'ionisation
10
Figure1.3 Phénomène d'excitation
10
Figure1.4 Phénomène de freinage
11
Figure1.5 Variation du TLE des électrons
dans les tissus en fonction de l'énergie 15
Figure1.6 Effet photoélectrique 19
Figure1.7 Effet Compton .........20
Figure1.8 Effet de production des paires
.........21
Figure1.9 Phénomène d'annihilation
de la matière 21
Figure 1.10 Probabilités de
réalisation des effets photoélectrique, Compton et de
production
de paires dans les tissus biologiques en fonction de
l'énergie .23
Figure1.12 Représentation
schématique du transfert d'énergie d'un photon au milieu
travers 28
Figure1.13 L'équilibre
électronique 32
Figure 2.1 Principe du tube à rayons X
36
Figure 2.2 Exemple d'un spectre de rayons X,
représenté en fonction de la longueur
d'onde 38
Figure 2.3 Exemple d'un spectre de rayons X,
pour une haute tension de 100 KV,
représenté en fonction de l'énergie .38
Figure 2.4 Caractéristiques physiques
d'un faisceau de photons dans le vide ..39
Figure 2.5 Caractéristiques physiques
d'un faisceau traversant un matériau 42
Figure 2.6 Schématisation d'une courbe de
rendement en profondeur 43
Figure 2.7 Mesure du PSF. La mesure dans l'air
s'effectue avec un capuchon de build-up .46
Figure 2.8 Mesure du (HSF) et du (RDF) 48
Figure 2.9 Profile de dose 49
Figure
2.10. Profil latéral de dose et leur régions (la partie
centrale >80%, la partie de
|
pénombre entre 20% et 80%, la partie de transmission
>20%)
|
|
.50
|
|
Figure 3.1 Schéma d'un
accélérateur SIEMENS
|
|
..52
|
|
Figure 3.2 Le schéma des
différents composants d'un accélérateur linéaire
|
|
54
|
|
Figure 3.3 Chaine de mesure
chambre-électrometre
|
|
58
|
|
Figure 3.4 Principe de fonctionnement d'une
chambre d'ionisation
|
|
59
|
|
Figure 3.5 Schéma d'une chambre de type
Farmer
|
|
61
|
|
Figure 3.6 Chambre d'ionisation de type Farmer
|
|
62
|
|
Figure 3.7 Chambres d'ionisations de type
Semiflex
|
|
.63
|
|
Figure 3.8 Fantôme d'eau MP3-P
|
|
64
|
|
Figure 3.9 Mini-fantômes ESTRO
|
|
65
|
|
Figure 3.11 Electromètre PTW UNIDOS
|
|
.66
|
|
Figure 3.12 Thermomètre baromètre
|
|
66
|
|
Figure 4.1. Système d'acquisition des
données le software MEPHYSTO mc2
|
..
|
69
|
|
Figure 4.2. Moyenne de positionnement de la
chambre d'ionisation
|
|
....70
|
|
Figure 4.3. Rendement en profondeur pour les
faisceaux RX de 6MV
|
|
71
|
|
Figure 4.4 Rendement en profondeur pour les
faisceaux RX de 18MV
|
|
72
|
|
Figure 4.5 Rendement en profondeur pour
différent fitre en coin (W15, W30, pour les faiseaux RX de 6MV
|
W45,
|
W60)
..73
|
|
Figure 4.6 Rendement en profondeur pour
différent filtre en coin (W15, W30, pour les faiseaux RX de 18MV
|
W45,
|
W60)
73
|
|
Figure 4.7. Profils de dose pour champ ouvert de
5×5 avec une énergie de 6MeV
|
|
...75
|
Figure 4.8. Profils de dose pour champ ouvert de
10×10 avec une énergie de 6MeV 75
Figure 4.9. Profils de dose pour champ ouvert de
15×15 avec une énergie de 6MeV ..76
Figure 4.10. Profils de dose pour champ ouvert
de 20×20avec une énergie de 6MeV ..76
Figure 4.11. Profils de dose pour champ ouvert
de 25×25 avec une énergie de 6MeV 77
Figure 4.12. Profils de dose pour champ ouvert
de 30×30 avec une énergie de 6MeV........77
Figure 4.13. Profils de dose pour champ ouvert
de 5×5 avec une énergie de 18MeV 78
Figure 4.14. Profils de dose pour champ ouvert
de 10×10 avec une énergie de 18MeV 78
Figure 4.15. Profils de dose pour champ ouvert
de 15×15 avec une énergie de 18MeV. 79
Figure 4.16. Profils de dose pour champ ouvert
de 20×20 avec une énergie de 18MeV 79
Figure 4.17. Profils de dose pour champ ouvert
de 25×25 avec une énergie de 18MeV 80
Figure 4.18. Profils de dose pour champ ouvert
de 30×30 avec une énergie de 18MeV 80
Figure 4.19. Profils de dose diagonale pour une
énergie de 6MeV 82
Figure 4.20. Profils de dose diagonale pour une
énergie de 18MeV ..82
Figure 4.21. Profils de dose pour un champ MLC
avec une énergie de 6MeV ..83
Figure 4.22. Profils de dose pour un champ MLC
avec une énergie de 18MeV 83
Figure 4.23. Profils avec filtre en coin de
15° pour un champ de 10×10 et une énergie de 6MeV 84
Figure 4.24. Profils avec filtre en coin de
15° pour un champ de 20×20 et une énergie de 6Mev...85
Figure 4.25. Profils avec filtre en coin de 15° pour un
champ de 25×25 et une énergie de 6MeV 85 Figure 4.26.
Profils avec filtre en coin de 15° pour un champ de 10×10 et
une énergie de 18MeV 86 Figure 4.27. Profils avec
filtre en coin de 15° pour un champ de 20×20 et une énergie de
18MeV 86 Figure 4.28. Profils avec filtre en coin de 15°
pour un champ de 25×25 et une énergie de 18MeV 87 Figure
4.29 Profils avec filtre en coin de 30° pour un champ de
10×10 et une énergie de 6MeV 87 Figure 4.30.
Profils avec filtre en coin de 30° pour un champ de 20×20 et
une énergie de 6MeV 88 Figure 4.31. Profils avec filtre
en coin de 30° pour un champ de 25×25 et une énergie de 6MeV
88 Figure 4.32. Profils avec filtre en coin de 30° pour
un champ de 10×10 et une énergie de 18MeV 89 Figure 4.33.
Profils avec filtre en coin de 30° pour un champ de 20×20 et
une énergie de 18MeV .89 Figure 4.34. Profils avec
filtre en coin de 30° pour un champ de 25×25 et une énergie de
18MeV .90 Figure 4.35. Profils avec filtre en coin de 45°
pour un champ de 10×10 et une énergie de 6MeV 90 Figure
4.36. Profils avec filtre en coin de 45° pour un champ de
20×20 et une énergie de 6MeV 91 Figure 4.37.
Profils avec filtre en coin de 45° pour un champ de 25×25 et
une énergie de 6MeV 91 Figure 4.38. Profils avec filtre
en coin de 45° pour un champ de 10×10 et une énergie de 18MeV
.92 Figure 4.39. Profils avec filtre en coin de 45° pour
un champ de 20×20 et une énergie de 18MeV .92
Figure 4.40. Profils avec filtre en coin de
45° pour un champ de 25×25 et une énergie de 18MeV 93
Figure 4.41. Profils avec filtre en coin de 60° pour un
champ de 10×10 et une énergie de 6MeV 93 Figure 4.42.
Profils avec filtre en coin de 60° pour un champ de 20×20 et
une énergie de 6MeV 94 Figure 4.43. Profils avec
filtre en coin de 60° pour un champ de 10×10 et une énergie de
18MeV ....94 Figure 4.44. Profils avec filtre en coin de
60° pour un champ de 20×20 et une énergie de 18MeV ....95
Figure 4.45.Variation du CF, du TSCF et du PSCF en fonction de
la taille du champ pour le faisceau X6 98 Figure 4.46.
Variation du CF, du TSCF et du PSCF en fonction de la taille du champ
pour le faisceau X18 .98 Figure 4.47. Dispositif
expérimental pour la mesure du facteur de transmission du porte cache
.99 Figure 4.48. Comparaison entre les rendements en
profondeur pour les faisceaux RX de 6MV mesurer et calculer .101 Figure
4.49. Comparaison entre les rendements en profondeur pour
différent filtre en coin (W15, W30, W45, W60) pour les faiseaux RX de
6MV Mesurer et calculer 101 Figure 4.50. Comparaison entre
les rendements en profondeur pour différent filtre en coin (W15, W30,
W45, W60) pour les faiseaux RX de 18MV Mesurer et calculer .102 Figure
4.51. Comparaison entre les rendements en profondeur pour les
faisceaux RX de 18MV mesurer et calculer ..102 Figure 4.52.
Comparaison entre les Profils avec filtre en coin de 15° pour un
champ de 10×10 et une énergie de 6MeV 103 Figure 4.53.
Comparaison entre les Profils avec filtre en coin de 15° pour un
champ de 20×20 et une énergie de 6MeV 104 Figure 4.54.
Comparaison entre les Profils avec filtre en coin de 15° pour un
champ de 25×25 et une énergie de 6MeV 104 Figure 4.55.
Comparaison entre les Profils avec filtre en coin de 30° pour un
champ de 10×10 et une énergie de 6MeV 105 Figure 4.56.
Comparaison entre les Profils avec filtre en coin de 30° pour un
champ de 20×20 et une énergie de 6MeV .105 Figure 4.57.
Comparaison entre les Profils avec filtre en coin de 30° pour un
champ de 25×25 et une énergie de 6MeV 106 Figure 4.58.
Comparaison entre les Profils avec filtre en coin de 45° pour un
champ de 10×10 et une énergie de 6MeV 106 Figure 4.59.
Comparaison entre les Profils avec filtre en coin de 45° pour un
champ de 20×20 et une énergie de 6MeV .107 Figure 4.60.
Comparaison entre les Profils avec filtre en coin de 45° pour un
champ de 25×25 et une énergie de 6MeV 107 Figure 4.61.
Comparaison entre les Profils avec filtre en coin de 60° pour un
champ de 10×10 et une énergie de 6MeV 108 Figure 4.62.
Comparaison entre les Profils avec filtre en coin de 60° pour un
champ de 20×20 et une énergie de 6MeV ....108 Figure 4.63.
Comparaison entre les Profils avec filtre en coin de 15° pour un
champ de 10×10 et une énergie de 18MeV .109
Figure 4.64. Comparaison entre les Profils
avec filtre en coin de 15° pour un champ de 20×20 et une
énergie de 18MeV ..109 Figure 4.65. Comparaison entre
les Profils avec filtre en coin de 15° pour un champ de 25×25 et une
énergie de 18MeV 110 Figure 4.66. Comparaison entre les
Profils avec filtre en coin de 30° pour un champ de 10×10 et une
énergie de 18MeV ...110 Figure 4.67. Comparaison entre
les Profils avec filtre en coin de 30° pour un champ de 20×20 et une
énergie de 18MeV 111 Figure 4.68. Comparaison entre les
Profils avec filtre en coin de 30° pour un champ de 25×25 et une
énergie de 18MeV 111 Figure 4.69. Comparaison entre les
Profils avec filtre en coin de 45° pour un champ de 10×10 et une
énergie de 18MeV 112 Figure 4.70. Comparaison entre
les Profils avec filtre en coin de 45° pour un champ de 20×20 et une
énergie de 18MeV .112 Figure 4.71. Comparaison entre
les Profils avec filtre en coin de 45° pour un champ de 25×25et une
énergie de 18MeV 113 Figure 4.72. Comparaison entre
les Profils avec filtre en coin de 60° pour un champ de 10×10et une
énergie de 18MeV 113 Figure 4.73. Comparaison entre
les Profils avec filtre en coin de 60° pour un champ de 20×20et une
énergie de 18MeV 114 Figure 4.74. Comparaison entre
les Profils pour un champ ouvert de 5×5et une énergie de 6MeV 114
Figure 4.75. Comparaison entre les Profils pour un champ
ouvert de 10×10 et une énergie de 6MeV .115 Figure 4.76.
Comparaison entre les Profils pour un champ ouvert de 15×15et une
énergie de 6MeV 115 Figure 4.77. Comparaison entre les
Profils pour un champ ouvert de 20×20et une énergie de 6MeV 116
Figure 4.78. Comparaison entre les Profils pour un champ
ouvert de 25×25et une énergie de 6MeV .116 Figure 4.79.
Comparaison entre les Profils pour un champ ouvert de 30×30et une
énergie de 6MeV ....117 Figure 4.80. Comparaison entre
les Profils pour un champ ouvert de 5×5et une énergie de 18MeV 117
Figure 4.81. Comparaison entre les Profils pour un champ
ouvert de 10×10et une énergie de 18MeV 118 Figure 4.82.
Comparaison entre les Profils pour un champ ouvert de 15×15et une
énergie de 18MeV 118 Figure 4.83. Comparaison entre les
Profils pour un champ ouvert de 20×20et une énergie de 18MeV
.119
Figure 4.84. Comparaison entre les Profils
pour un champ ouvert de 30×30et une énergie de 18MeV 119
Figure 4.85. Comparaison entre les Profils diagonale avec une
énergie de 6MeV .120
Figure 4.86. Comparaison entre les Profils
diagonale avec une énergie de 6MeV .120
Figure 4.87. Comparaison entre les Profils
diagonale avec une énergie de 18MeV 121
Figure 4.88. Comparaison entre les Profils
diagonale avec une énergie de 18MeV 121
3D: Trois dimensions
CAX : Central axis
CDA : Couche de
demi-atténuation
CF: Collimator factor
D : La dose absorbée
Débit de dose absorbée
ERI : Energie de Rayonnement
Ionisant
ESTRO: European Society for Therapeutic Radiation
Oncology FOC : Facteur d'Ouverture de Collimation
Gy: Gray
HVL: Half Value Layer
ICRU: International Commission on Radiation Units and
measurements J : Joule
Kerma: Kinetic Energy Released per unit Mass in the
medium KeV: Kilo Electro Volt
L'IAEA: International Atomic Energy Agency (AIEA :
Agence Internationale de l'Energie Atomique)
MEPHYSTO: Medical Physics Control
Center
MeV: Mega Electro Volt
MLC : Multi Leaf Collimator (CML : Collimateur Multi
Lames) PDD : Percentage Depth Dose
PMMA: Poly Methyl Meth Acrylat
PSF: Peak Scatter factor
PTW: Physikalisch-Technische
Werkstätten
RDF : Relative dose factor (facteur de dose
relative)
SAD : Source-Axis Distance
SI : Système International des unités
SSD : Source-Surface Distance TBA: Therapy Beam Analyzers
TEL : Transfert linéique d'énergi
TPS : Treatment Planning System (Système de
planification des traitements)
TRS: Technical Reports Series TSF: Total
Scatter Factor
UNIDOS : Universelle Dosimètre WF:
Wedge Factor
Z : Numéro atomique d'un
atome
Les photons sont des rayonnements ionisants qui créent
des particules chargées (électrons et positrons) dans le milieu ;
ces particules chargées à leur tour vont ioniser le milieu. Les
interactions prépondérantes des photons de hautes énergies
utilisés en radiothérapie avec le tissu sont : effet Compton et
création de paires. Toutes ces interactions conduisent à la
production d'électrons de hautes énergies.
Autrement dit, les électrons sont vite absorbés
et déposent toute leur énergie dans le tissu sous forme
d'ionisations ; ceci permet d'atteindre des doses importantes
nécessaires pour la stérilisation des tumeurs. Les photons sont
atténués exponentiellement avec la distance. L'effet biologique
sur le tissu est proportionnel aux ionisations crées. Donc, même
si les photons sont utilisés en radiothérapie, ce sont les
électrons créés dans le tissu qui sont responsables des
dommages au niveau de la cellule vivante.
Les rayonnements ionisants sont les plus utilisées en
radiothérapie, pour le traitement des cancers qui consiste à
tenir de manière optimale l'ensemble des irradiations qu'il va falloir
appliquer au patient dans le but de détruire complètement sa
tumeur.
D'autre part l'utilisation des rayonnements ionisants
présente de danger pour la santé humaine, qu'on-t-il
dépasse un seuil de sûreté. D'où la
nécessité de la précision sur la dose
délivrée à la tumeur au cours du processus d'irradiation.
Ceci fait l'objet de la dosimétrie qui permet le contrôle de la
qualité des traitements par ionisations. Elle mesure au mieux les
rayonnements en un lieu ou sur une personne, pour fournir une estimation de
l'équivalent de dose et de dose efficace. Il est, donc, important de
tout mettre en oeuvre pour améliorer l'exactitude et la précision
de la dose en radiothérapie afin d'assurer le succès du
traitement.
Il est évident que l'exactitude sur la dose
absorbée de référence doit être meilleure que
l'exactitude sur la dose absorbée délivrée au volume
cible. En conséquence le débit de référence du
faisceau clinique est le premier paramètre à contrôler.
Une combinaison appropriée de ces fonctions va nous
permettre de calculer le débit de dose en n'importe quel point dans le
fantôme à partir du débit de dose de
référence de l'appareil de traitement.
Le travail a été réalisé dans le
cadre du présent mémoire de fin d'étude, consiste à
déterminer les paramètres dosimétriques nécessaire
pour le système de calcule de dose (TPS), ces mesures de qualité
applicable au programme de contrôle de dose pour des faisceaux de photons
de haute énergie à l'aide de chambres d'ionisation. Les mesures
des ces paramètre pour le TPS on été fait depuis
l'installation des accélérateurs dans le service de
radiothérapie en 2008. Les procédures de contrôle
qualité exigent que ces données serrant contrôler chaque
année. S'il y a des changements important entre les nouvelles valeurs et
les anciennes valeurs le physicien doit intervenir et rectifier les
données dans le TPS.
Dans ce projet, nous avons procédé l'organisation
suivante :
Le premier chapitre sera consacré aux notions
fondamentales de la dosimétrie des rayonnements ionisants. Il s'attache
essentiellement à la description de l'interaction des rayonnements avec
la matière ainsi une description générale sur les
grandeurs et les unités dosimétriques utilisés en
radiothérapie.
Le second chapitre est consacré aux aspects physiques et
dosimétriques des unités de traitement.
Le troisième chapitre est consacré aux
matériels et méthodes expérimentales utilisés pour
effectuer ce travail.
Le quatrième chapitre est réservé à
la partie expérimentale et à l'interprétation des
résultats obtenus.
Enfin, nous clôturons par une conclusion qui décrit
panoramiquement le travail réalisé et résultats obtenu.
| 
