Développement de la lecture optique des gels dosimétriques par diffusion à 90. Les 31 éme journées des LARD octobre 2014

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1 Développement de la lecture optique des gels dosimétriques par diffusion à 90 Les 31 éme journées des LARD octobre 2014

2 Sommaire - Les gels dosimétriques - Production du gel - Principes de lecture par diffusion à 90 - Premiers résultats 2

3 Contexte nouveaux cancers en France / an - Actions thérapeutiques - Radiothérapie - Utilisation de rayonnements ionisants - Cellules saines et cancéreuses Protéger les organes sains - Techniques de traitements innovantes Radiothérapie par Modulation d Intensité (RCMI) Arc thérapie Volumétrique par Modulation d Intensité (AVMI) - Nécessité de Contrôle Qualité 3

4 Les gels dosimétriques - Historique - Fricke en 1927 (changement Fe 2+ => Fe 3+ ) - Day and Stein en 1950 ( additif bleu => mesure par transmission) - Andrews en 1957 (ajout de Cl => variation du ph => conductivité) - Howker and Watkins en 1958 ( gels à base de polymérisation) - En 1984, utilisation de la lecture RMN - En 1987, lecture optique et RMN - En 1993, création gels type acrylique par Maryanski et all. - A partir de 1993, développement lecture (spectro, Xrays CT, RMN et optique) K. VERGOTE; «Development of polymer gel dosimetry for application in imrt» ; Thèse université de Gent P. Sellakumar; «Water equivalence of water gel dosimeters»; Rad Phy and Chem 76 (2007) 4

5 Bibliographie - gels VIPAR TENOMAG RAYDOSE RADGEL PVA PRESAGE PAGAT PAG PABIC npag nmag NIPAM MAGIC MAGAT MAGAS Leucodye less toxic HEAG Genpin Gels scintalteurs Fricke non classé Chimie Bang ABAGIC Gels Nombre biblio / types de gels - Soit 370 publications sur les gels

6 Bibliographie - Lecture gels Nombres de biblio / type de lecture US Optique - Soit 180 publications sur la lecture des gels - 2 sur la diffusion à 90 IRM RX CT

7 Approche théorique - Constitution Eau (85 à 90 %) Gélatine (5 à 10 %) Réactifs (<5%) Représentation spatiale des gels de polymères C. Baldock ; «Polymer Gel Dosimetry»; Phys. Med. Bio. 55 (2010) 7

8 Approche théorique Gels de Polymères 1ére étape : radiolyse de l eau + Polymérisation Étape finale : Co polymérisation Représentation spatiale des gels de polymères C. Baldock ; «Polymer Gel Dosimetry»; Phys. Med. Bio. 55 (2010) 8

9 Particularité des gels P. Sellakumar; «Water equivalence of water gel dosimeters»; Rad Phy and Chem 76 (2007) 9

10 Mahbod et al, Phys. Med. Biol. 57 (2012)

11 Mahbod et al, Phys. Med. Biol. 57 (2012)

12 Mahbod et al, Phys. Med. Biol. 57 (2012)

13 Mahbod et al, Phys. Med. Biol. 57 (2012)

14 Production du gel - Préparation réactifs - Préparation contenants - Dégazage eau pure 40 C (20 mn) - Ajout gélatine (1 er tps) - Ajout réactifs (2 ème tps) - Température 42 C 14

15 Production du gel - 5 mn de repos - Prélèvement - Chasse air - Remplissage cuve Suivant type de gels Possibilité remplissage air ambiante 15

16 Irradiation Témoin avec dégazage Témoin sans dégazage Gélatine à 25 Gy Témoin Cuve placée à 10,5 cm - Iso cuve dans condition de ref - Variation en dose (0,25 Gy jusque 2 Gy) (puis 3, 5 et 7 Gy) 2 Gy Comparaison avec gels types MAGAT - => Saturation à 5 Gy du point visuel - Gélatine ne répond pas aux rayons - Plus de contraste pour les faibles doses avec dégazage N2 16

17 Principe théorique : Théorie de Mie Taille des microdomaines entre 200 et 800 nm 17

18 Méthode de lecture par diffusion Taux de polarisation 18

19 Méthode de lecture par diffusion CCD 19

20 Installation du banc Perpendicularité Hauteur lentille Centrage laser-cuve Acquisition manuelle dans noir complet 20

21 Analyse des images 3 séries : - Laser rouge - Nappe rouge - Nappe verte Gel MAGAT - Irradiation avec un pas de 0,25 Gy - Irradiation gélatine à 20 Gy 21

22 Analyse des images laser rouge Témoin 1 Gy 3 Gy 5 Gy 22

23 Analyse des images nappe verte Témoin 0,5 Gy 1 Gy 1,5 Gy 2 Gy 3 Gy 5 Gy Gélatine Ressemblance linéaire : augmentation intensité avec dose pour I perp Discordance pour I // à 5 Gy 23

24 Calcul du taux de polarisation Exemple de taux de polarisation Taux de polarisation = Taille des micro domaines = Relation à la dose 24

25 Travaux futurs 1ére étape 2émé étape final 25

26 Enjeux : Mesure de la dose réelle «Fausse mesure 3D» «Vraie mesure 3D» 26

27 Merci de votre attention Les 31 éme journées des LARD octobre 2014