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Vers un protocole d’étalonnage des mini-faisceaux

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En 2009, l’IRSN a lancé un programme de recherche pour établir un protocole d’étalonnage des faisceaux de photons de petites dimensions utilisés en radiothérapie, appelés mini-faisceaux.

Le champ [1] réduit (inférieur à 10 mm) de ces mini-faisceaux les rend particulièrement aptes au traitement des petites tumeurs et des tumeurs de forme irrégulière, situées à proximité de structures radiosensibles ou difficiles d’accès pour la chirurgie, comme le cerveau, la moelle épinière ou les poumons. Mais la principale limite de cette technique est l’incertitude sur la dose réellement délivrée. Les détecteurs actuels utilisés pour l’étalonnage des faisceaux ne permettent pas d’obtenir des résultats fiables pour des champs aussi petits.

« Plus les dimensions du champ diminuent, plus l’incertitude augmente. Quand nous travaillons avec un champ de 6 mm de diamètre, nous estimons l’incertitude à 4-5%, contre 1 à 1,5% pour un faisceau de 10 mm », illustre le Dr Albert Lisbona, chef du service de physique médicale à l’Institut de cancérologie de l’Ouest à Nantes (Loire-Atlantique). 

L’accident survenu en 2007 à l’hôpital de Rangueil du CHU de Toulouse (Haute-Garonne) a conduit à la surexposition de 145 patients traités par mini-faisceaux. Il a pointé le problème d’étalonnage des appareils de radiothérapie sur des champs de cette taille. « Aujourd’hui, il n’existe pas au sens strict de protocole de référence, ni de recommandations nationales ou internationales pour la mesure de ces conditions », regrette le Dr Lisbona.

Entre 2010 et 2012, l’IRSN a réalisé des campagnes de mesures dans les services de radiothérapie de trois centres hospitaliers partenaires : l’Institut de cancérologie de l’Ouest, le Centre Oscar-Lambret à Lille et la Pitié-Salpêtrière à Paris. « Nous avons testé sept détecteurs du marché – quatre diodes, deux chambres d’ionisation, un détecteur diamant – ainsi que deux dosimètres passifs utilisés à l’Institut. Nous avons mesuré, avec ces différents détecteurs, le facteur d’ouverture du collimateur (FOC), paramètre critique pour l’étalonnage des appareils délivrant des mini-faisceaux. Résultat : il existe une grande variation entre les valeurs mesurées par les détecteurs du marché [jusqu’à 15 à 20 %]. Les dosimètres passifs ont en revanche montré des résultats intéressants, comparables entre eux et proches du FOC théorique déterminé par modélisation, avec une incertitude inférieure à 2% », révèle Christelle Huet, chercheuse en dosimétrie externe à l’IRSN. « Le dosimètre passif a un inconvénient. Il ne donne pas le résultat tout de suite et le protocole de ce fait ne peut pas être réalisé en routine », précise le Dr Lisbona.

Afin d’effectuer un étalonnage plus précis, l’Institut va proposer aux hôpitaux de mesurer le FOC des appareils de radiothérapie délivrant des mini-faisceaux. « L’étape suivante pourrait être l’établissement de facteurs de correction pour les détecteurs du marché », envisage Christelle Huet.

 

Développer un dosimètre fiable

L’autre axe de recherche est de développer un outil dosimétrique fiable et facilement utilisable dans les services de radiothérapie, puisque les détecteurs actuels ne donnent pas entière satisfaction.

« Le CEA s’est rapproché de l’IRSN pour participer au programme Diadomi [2], lancé en 2011 pour trois ans. Il vise à développer un dosimètre diamant de très petites dimensions, spécifiquement adapté aux mini-faisceaux », rapporte Isabelle Clairand, chercheuse et responsable du laboratoire de dosimétrie des rayonnements ionisants de l’IRSN. Le CEA met au point des prototypes, testés de proche en proche au sein des quatre centres hospitaliers partenaires [3] en comparant leurs résultats aux données de modélisation des installations, ainsi qu’aux résultats de mesure obtenus avec les dosimètres passifs de l’IRSN, qui servent de références.

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Notes :
1- Diamètre ou taille du faisceau.
2- Diamant pour la mesure de la dose absorbée dans les mini-faisceaux.
3- AP-HP La Pitié-Salpêtrière (Paris) ; Centre Léon-Bérard, centre régional de lutte contre le cancer de Lyon (Rhône) ; Centre Alexis-Vautrin, centre de lutte contre le cancer de Lorraine, à Nancy (Meurthe-et-Moselle) ; Institut de cancérologie de l’Ouest, centre de lutte contre le cancer Nantes-Atlantique, à Saint-Herblain (Loire-Atlantique).

 

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