Détermination du facteur de correction de la chambre d'ionisation A1SL pour l'étalonnage de la machine Halcyon dans les conditions cliniques

Details

Supervisors

Sterpin, Edmond

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en sciences physiques, à finalité spécialisée: physique médicale

Abstract

En routine clinique, la radiothérapie externe est basée sur l’utilisation d’un accélérateur linéaire qui délivre un faisceau de particules et dépose une dose dans le patient. Avant toute utilisation, l’accélérateur est au préalable étalonné à partir d’une chambre d’ionisation ; afin de lier le nombre de photons délivrés à la dose déposée au sein du patient. De façon générale, l’étalonnage est fait pour un champ simple (taille de 10cm × 10cm) délivré dans des conditions recommandées par des protocoles de dosimétrie de référence. L’évolution de la radiothérapie externe via l’application de nouvelles modalités de traitements a permis une utilisation fréquente des champs complexes délivrés par des accélérateurs médicaux modernes tels que l’accélérateur Halcyon. Ces champs complexes sont délivrés dans des conditions cliniques qui s’éloignent des conditions d’étalonnage d’un champ simple. Par conséquent, les protocoles de dosimétrie conventionnels ne sont pas applicables. L’objectif de notre étude est d’établir une technique expérimentale qui permet de prendre en compte les variations de réponse d’une chambre d’ionisation dans des conditions d’irradiation clinique par rapport aux conditions de référence. En vue d’obtenir le facteur qui corrige la différence de réponse d’une chambre d’ionisation entre un champ complexe et un champ simple délivrés par l’accélérateur Halcyon, l’approche du groupe de travail international [Alfonso et al., Med. Phys. 35 :5179-5186 (2008)] a été utilisée. Divers instruments de mesures ont été utilisés pour cela. La chambre d’ionisation Exradin A1SL et les films radiochromiques EBT3 ont été utilisés pour différentes mesures. Un assemblage de plaques rectangulaires en eau solide et un cylindre en eau solide ont été utilisés comme fantômes. La technique développée nous a permis d’obtenir pour la chambre d’ionisation A1SL, un facteur de correction d’une valeur de 1.008 avec une incertitude relative élargie d’environ 1.46% (avec k=2). Ce facteur diffère de l’unité de 0.8%. L’incertitude liée au positionnement du film dans le champ complexe était de l’ordre de 0.46% et la plus dominante. Ceci peut-être due aux différentes manipulations liées au positionnement du film avant son exposition aux radiations ionisantes. En conclusion, les résultats montrent que la technique développée permet d’arriver à une valeur unité. Par conséquent, le passage d’un champ simple vers un champ complexe a un faible impact sur les réponses des dosimètres utilisés. In clinical routine, external radiotherapy is based on the utilization of a linear accelerator which delivers a particle beams and deposits a dose in the patient. Before any use, the accelerator is first calibrated by means of an ionisation chamber, in order to link the number of photons delivered to the dose deposited in the patient. In general, calibration is done for a simple field (10cm × 10cm size) delivered under conditions recommended by reference dosimetry protocols. The evolution of external radiotherapy through the use of new treatment methods has allowed the frequent use of complex fields delivered by modern medical accelerators such as the Halcyon accelerator. These complex fields are delivered under clinical conditions that deviate from the calibration conditions of a simple field. Therefore, conventional dosimetry protocols are not suitable. The objective of our study is to establish an experimental technique which allows to take into account the variations of the response of an ionisation chamber under clinical irradiation conditions compared to the reference conditions. In order to obtain the factor that corrects the difference in response of an ionisation chamber between a complex and a simple field delivered by the Halcyon accelerator, the approach of the international working group [Alfonso et al, Med. Phys. 35:5179-5186 (2008)] was used. Several measuring instruments were used for this purpose. The A1SL ionisation chamber and EBT3 films were used for measurements. An assembly of rectangular solid water plates and a solid water cylinder were used as phantoms. The developed technique enabled us to obtain a correction factor of 1.008 for the A1SL ionisation chamber with a widened relative uncertainty of about 1.46% (with k=2). This factor is different from the unit by 0.8%. The uncertainty associated with the film positioning in the complex field was of the order of 0.46% and the most dominant. This may be due to the different manipulations linked to the positioning of the film before its exposure to ionising radiation. In conclusion, the results show that the developed technique allows to reach a unity value. Therefore, the transition from a simple to a complex field has a low impact on the responses of the dosimeters used.