Principe, caractérisation et utilisation des films Gafchromic EBT3

Principe, caractérisation et utilisation des films Gafchromic EBT3 Olivier Henry Physicien, Centre Eugène Marquis (Rennes) Caroline Lafond Physicienne, Centre Eugène Marquis (Rennes)

Contexte Le film reste un détecteur incontournable dans la réalisation et la mise en place des contrôles qualité machine et patient (RCMI / VMAT) Excellente résolution spatiale Flexibilité d utilisation Disparition progressive des films argentiques

Contexte

Contexte ESTRO BOOKLET NO. 9: GUIDELINES FOR THE VERIFICATION OF IMRT

Chaine de mesure Epson Expression 10000 XL + - lecteur de transparent - Récupération du signal en transmission - Récupération du signal RGB

Rappel et caractérisation des films EBT 3 http://www.filmqapro.com/filmqa_pro_publication.html

GAFCHROMIC EBT2 SELF-DEVELOPING FILM FOR RADIOTHERAPY DOSIMETRY Conserver la même orientation pendant la numérisation

-EBT 2 Conserver la face de numérisation -EBT 3 Film symétrique

Très bonne équivalence eau Eau: Zeff=7.42

Spectre de la couche active Spectre de l ensemble du film

Surveiller les artefacts de numérisation causés par l adhérence du film sur la surface du scanner «Newton s Rings» Solution : Utilisation des EBT 3

Numérisation -EBT 2 : Positionner le film sur un cadre (ex : plexiglas) pour éviter le contact entre le film et la surface du scanner -EBT 3 :

Optical density normalised Très bonne uniformité de réponse des films d un même lot Homogénéité de réponse inter-lot 1,006 1,005 1,004 1,003 1,002 1,001 1 0,999 0 1 2 3 4 Film number Homogénéité de réponse Ecart max de 0.55%

Optical density normalised Pas d influence du débit de dose (VMAT +++) 1.02 Dose rate influence 1.015 1.01 1.005 1 0.995 Red channel 0.99 0.985 0.98 0 100 200 300 400 500 Dose rate (MU/min) Ecart inférieur à 1%

Dose normalisée Faible directivité de réponse (VMAT +++) Directivité de réponse 1,03 1,01 0,99 0,97 0,95 0,93 0,91 0,89???? Série1 0,87 0,85-150 -100-50 0 50 100 150 angle du bras Inférieur à 3%

Optical density (OD) Faible dépendance en énergie 0,6 EBT3 film energy influence ( Elekta Synergy ) 6 MV QI = 0,682-18MV QI = 0,776 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 50 100 150 200 250 300 350 Dose (cgy) Red 18MV Green 18MV Blue 18MV Red 6MV Green 6MV Blue 6MV

Normalized Optical density Faible dépendance en énergie EBT3 film energy influence in red channel Elekta Synergy 6 MV QI = 0,682 - Elekta Synergy 18MV QI = 0,776 Varian 2100C 6 MV QI = 0,669 - Varian 2100C 23MV QI = 0,782 1,6 1,4 1,2 6MV Varian 2100 C 1 23 MV Varian 2100 C 6 MV Elekta Synergy 18MV Elekta Synergy 0,8 0,6 0,4 0 50 100 150 200 250 300 350 Dose (cgy) Entre 0 et 250 cgy et I=[0.669; 0,782] l écart max est de 3,5%

Argentiques vs radiochromiques

Comparaison EBT 2 vs EDR 2 Profil Droite-Gauche_champ 5x5 cm² Comparaison films EBT2 et EDR2 Crossplane_EDR2 Crossplane_EBT2 Profil Tête-Pied_champ 5x5 cm² Comparaison films EBT2 et EDR2 Inplane_EDR2 Inplane_EBT2 120% 120% 100% 100% 80% 80% 60% 60% 40% 40% 20% 20% 0% -70-50 -30-10 10 30 50 70 0% -70-50 -30-10 10 30 50 70 Queue de distribution: Surestimation de la dose avec les films argentiques

Comparaison EBT 2 vs EDR 2

Utilisation au CEM

Conditions de stockage et précautions de manipulation Conservation des films : - A l abri de la lumière - A température stable - A l abri de l humidité Précaution de manipulation : - Marquer les films pour indiquer l orientation (trame) - Faire attention aux traces de doigts - Rayures sur les films causées par les plaques

Pixel Value normalised Influence du découpage Influence du découpage 1,01 1 0,99 0,98 0,97 25 UM 50 UM 100 UM 200 UM 0,96 0,95 0,94 0 1/16 1/8 3/16 1/4 5/16 Taille du film Prendre conscience des écarts qui peuvent être induits par le découpage Le découpage peut nuire aux films + effet de courbure utilisation d un massicot préférable aux ciseaux

Paramétrage du scanner : Numérisation 3 x 16 bits = 65536 valeurs par canal Taille Pixel = 0.35 mm Désactiver les corrections automatiques du logiciel de numérisation

Contrôle qualité du scanner

Optical density Scanner reproducibility in Red channel perpendiculary to the scanner lamp movement 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 Scan 1 Scan 2 Scan 3 Scan 4 Scan 5 Scan 6 Scan 7 Scan 8 0,4 0,2 0 1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100 109 118 127 136 145 154 163 172 181 190 199 208 217 226 235 244 253 262 271 280 289 298 Pixel number écart de ± 0,7% sur les plateaux par rapport à la référence Bonne reproductibilité de réponse du scanner

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 Deviation from average (%) Effet de chauffe du scanner Warm-up effect by performing scan in the 3 channels with 30 sec interval on irradiated film (220 MU) 2 27 1 0-1 26,5 26 25,5 25 24,5 Red Green Blue Température -2 24 Numbers of scans Ecart de ± 0,7% par rapport à la moyenne à partir du 7ème scanner Effectuer une dizaine de numérisation à blanc avant de numériser les films

Remarque : Ne pas cacher la zone de calibration de la lampe Using Radiochromic Film Tips and Techniques. D. Lewis

60 119 178 237 296 355 414 473 532 591 650 709 768 827 886 945 1004 1063 1122 1 Zone d uniformité du scanner sans film 1181 050 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 Scanner Homogeneity in Red Channel 1 0,5 0 Deviation from the average (%) -0,5-1 -1,5-2 Pixel number Pixel number

En pratique Choisir une zone sur le scanner ayant la réponse la plus homogène possible Création d un gabarit Zone ayant une réponse nonhomogène sans film supérieure1% 5 cm

Pixel value Normalized Noircissement dans le temps post-irradiation darkening in time in red channel 1,02 1,01 1 0,99 50 MU 200 MU Linéaire (200 MU) 0,98 y = -6E-06x + 0,9897 0,97 0,96 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Time after irradiation (min) Le noircissement moyen dans le temps augmente de 1 en 2 heures Numériser les films au même moment (films utilisés pour la courbe d étalonnage + films utilisés pour le contrôle)

Méthode d analyse Film QA Pro 2012

Evaluation de la méthode «Multi-channel dosimetry» Champ 10 x 10 cm² bras 0 - fantôme plaques RW3 «Single channel» «Multi-Channel dosimetry»

Evaluation de la méthode «Multi-channel dosimetry» Champ VMAT, fantôme anthropomorphe «Single channel» «Multi-Channel dosimetry»

Quelques résultats en vrac

S & S contrôle global bras 0 - plaques RW3

S & S contrôle global - fantôme Octavius

VMAT contrôle global - fantôme anthropomorphe

Conclusion Chaine de mesure validée Vive les films!!! Excellente résolution spatiale Flexibilité d utilisation Maitrise des différentes étapes pas d effet «boite noire»