Optimisation de la calibration de détecteurs MOSFET et micromosfet en microfaisceaux de radiochirugie stéréotaxique --- Evaluation en faisceaux fixes

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Aline Delorme
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1 Optimisation de la calibration de détecteurs MOSFET et micromosfet en microfaisceaux de radiochirugie stéréotaxique --- Evaluation en faisceaux fixes Sors A., Cassol E., Hallil A., Latorzeff I., Duthil P., Lotterie JA., Redon A., Berry I. et Franceries X. LARD 2010 Nantes

faisceaux fixes Sors A., Cassol E., Hallil A., Latorzeff I.

2 Objectifs PROJET : Dosimétrie in vivo avec MOSFET en radiochirurgie stéréotaxique intracrânienne par technique d arcthérapie dynamique conformationnelle. 1) Optimisation d une méthode de calibration de détecteurs MOSFET et micromosfet pour des tailles de champ de à 6x6mm². 2) Etude préliminaire en faisceaux fixes 2

3 Contexte des petits champs Taille du détecteur Ding et al Deséquilibre électronique latéral : tailles de champs inférieures à 30x30mm² (6MV) Stabilité du profil de dose seulement sur une petite fraction FWHM du profil de dose: Dose non uniforme déposée dans le volume actif du détecteur. Utilisation de détecteur encore plus petit que prévu par les limites du champ (haute résolution spatiale +++). 3

$profil de dose seulement sur une petite fraction FWHM du profil de dose: Dose non uniforme déposée$

curiethérapie haut débit MOSFET TN-502RD (Best Medical Canada) - Largeur

4 M&M : MOSFET std et micromosfet micromosfet TN-502RM (Best Medical Canada) - Largeur 1,0 mm - Epaisseur 1,0 mm - Longueur 3,5 mm curiethérapie haut débit MOSFET TN-502RD (Best Medical Canada) - Largeur 2,5 mm - Epaisseur 1,3 mm - Longueur 8,0 mm traitements RT, contrôle qualité faisceau 4

5 M&M : Calibration des MOSFETs std Novalis, micro-mlc m3 (BrainLab), 6MV. La dose délivrée est calculée à partir d un algorithme pencil beam (Brainscan 5.3.1, BrainLab) 2,5 Gy à l isocentre. Nombre d UM variable. - DSP : 98, cm - Tailles de champ : 98 98, 80 80, 42 42, 30 30, et mm² - Facteur de Calibration (FC) [mv/cgy]= Δth / Dose MOSFET centrés sur l axe du faisceau surface d un fantôme d acrylique (20x20x20cm 3,, Arplay Medical). Capuchon PMMA, Ø 13 mm; ρ = 1,03 g.cm -3 Build up inhérent MOSFET 0,8mm 5

6 M&M : Calibration des MOSFETs std Dimensions mâchoires et MLC identiques Duggan et al. 1998? 6

7 M&M : Calibration des micromosfets 1 seule DSP (ref) 174 à 24 mesures micromosfets centrés sur l axe du faisceau, à la surface du fantôme cubique 98 98, 80 80, 42 42, 30 30, 24 24, 18 18, et 6 6 mm² Sans capuchon Sous une épaisseur de 15 mm de bolus Capuchon maison Ø 10 mm 7

cubique 98 98, 80 80, 42 42, 30 30, 24 24, 18 18, 12 12 et 6 6 mm²

8 M&M : Etude en faisceaux fixes 1 Gy 8

9 Résultats : Calibration des MOSFETs std r²= 0,975 Variation moyenne = 1,64% [-6,01% ; +3,15%] FC mesurés [mv/cgy] FC calculés [mv/cgy] Variation 9

10 Résultats : Calibration des micromosfets Réponse Normalisée à la taille du champ 98 x 98 mm² 10

11 Résultats : Calibration des micromosfets Réponse Normalisée à la taille du champ 98 x 98 mm² 5,75% 8% 8% 11

12 Résultats : Etude en faisceaux fixes MOSFETs FC mesurés FC calculés CHAMPS REGULIERS Ecart moyen = 3,56% [-2,8%; +8,19%] CV total = 3,38% Ecart moyen = 1,78% [-1,80%; +6,01%] CV total = 1,67% 12

13 Résultats : Etude en faisceaux fixes MOSFETs FC mesurés FC calculés Ecart moyen = 2,68% [-7,02%; +6,98%] CV total = 3,36% CHAMPS IRREGULIERS Ecart moyen = 2,27% [-6,09%; +1,90%] CV total = 2,66% 13

14 Résultats : Etude en faisceaux fixes micromosfets FC calculés CHAMPS IRREGULIERS Ecart moyen = 2,64% [-7,09%; +4,38] CV total = 2,89% 14

15 Conclusion Méthode optimisée de calibration Bonne corrélation (r² = 0,975) Réduction du nombre de mesures à effectuer Etude en faisceaux fixes MOSFET et micromosfet Précision satisfaisante Sous estimation de la dose Correction des matrices FC mesurées MOSFET std et micromosfet utilisables en dosimétrie in vivo pour les faisceaux fixes, respectivement de 18x18 à 98x98mm² et 6x6 à 98x98mm². Perspectives Formules de carré équivalent Etude arc dynamique 15

Correction des matrices FC mesurées MOSFET std et micromosfet utilisables en dosimétrie in vivo pour les

16 Merci de votre attention 16

17 Discussion : carré équivalent Les algorithmes de convolution/superposition ont réduit l intérêt du calcul du carré équivalent Mais intéret en dosimétrie in vivo Y X? Sterling, Worthley et al.: effet d échange du collimateur équilibre électronique latéral Vadash et Bjärngard 1993 Dimensions X et Y > 40mm équilibre électronique latéral Thomas et al Dimensions X et Y 10mm Surrestimation de S pc pour des champs dont une dimension 20 mm 17

: effet d échange du collimateur équilibre électronique latéral Vadash et Bjärngard 1993 Dimensions X et Y >

18 Discussion : carré équivalent Les algorithmes de convolution/superposition ont réduit l intérêt du calcul du carré équivalent Mais intéret en dosimétrie in vivo Y X? Sterling, Worthley et al.: effet d échange du collimateur équilibre électronique latéral Vadash et Bjärngard 1993 Dimensions X et Y > 40mm équilibre électronique latéral Thomas et al Dimensions X et Y 10mm Surrestimation de S pc pour des champs dont une dimension 20 mm 18

18, 12 12 et 6 6 mm² Sans capuchon Sous une épaisseur de 15 mm de bolus Capuchon

19 Discussion : Calibration des micromosfets micromosfets centrés sur l axe du faisceau, à la surface du fantôme cubique 98 98, 80 80, 42 42, 30 30, 24 24, 18 18, et 6 6 mm² Sans capuchon Sous une épaisseur de 15 mm de bolus Capuchon maison Ø 10 mm Rendement en profondeur, zone de mise en équilibre électronique (6MV) 19

20 Discussion : spectres énergétiques Verhaegen et al., 1998 Kim et al., 2004 Modification du rapport Primaire/Diffusé avec la taille du champ Intensité du faisceau défavorable à la spectrométrie Spectres simulés avec le code Monte Carlo Pas de mesure directe du spectre énergétique 20

champ Intensité du faisceau défavorable à la spectrométrie Spectres

21 21

22 Etude en faisceaux fixes Scatter Factors Total S C,P = S C * S P S C Head scatter factor; Ding et al S P Phantom scatter factor 22

23 Etude en faisceaux fixes Scatter Factors Les algorithmes de convolution/superposition ont réduit l intérêt du calcul du carré équivalent X Mais intéret en dosimétrie in vivo Y? Sterling, Worthley et al.: effet d échange du collimateur équilibre électronique latéral Vadash et Bjärngard 1993 Dimensions X et Y > 40mm équilibre électronique latéral Diff Sc calculé et mesuré : 1%. Thomas et al Dimensions X et Y 10mm Différence entre valeur Sc calculé et mesuré : 1.2%. Sc Surrestimation de S pc en profondeur pour des champs dont une dimension 20 mm Sp 23

24 Contexte des petits champs spectres énergétiques Kim et al., 2004 Energie moyenne des électrons avec la taille du champ (surestimation ou à une sous-estimation de la valeur du FOC, fonction du détecteur utilisé. 24

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