Simulation par mthodes MonteCarlo de la dosimtrie par imagerie portale numrique dans le cadre du con

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Simulation par méthodes Monte-Carlo de la
dosimétrie par imagerie portale numérique dans le
cadre du contrôle du traitement en radiothérapie
1ére partie Validation de la relation dépôt de
dose intensité du pixel et évaluation des
paramètres influençant lacquisition des images
portales numériques

• Jean-Noël BADEL13
• badel_at_lyon.fnclcc.fr
• N. DUFOUR1, C. GINESTET1, D. SARRUT14, M.
  AYADI14, M. SEBBAN1, V. BOLDEA14, I.
  MAGNIN3, C. CARRIE2
• 1 Unité de Physique Centre Léon Bérard, 28 rue
  Laënnec, 69 373 LYON cedex 08
• 2 Service de radiothérapie Centre
  Léon Bérard
• 3 CREATIS 7 av. Jean Chapelle Bât. Blaise Pascal
  4ème étage Domaine de la Doua
• 4 LIRIS FRE 2672 CNRS/INSA de Lyon/Université
  Claude Bernard Lyon 1/Université Lumière Lyon

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INTRODUCTION

• Objectifs
• Études actuelles

• Contexte
• Besoin

• Accroissement de la complexité des traitements
  (RTC, IMRT augmentation des doses)
• Évolution technique de léquipement

• Détermination prévisionnelle de la dose portale
• La comparer avec la dose réelle acquise par
  limageur

Imageur portale numérique

• Contrôler le traitement des patients
• Position du patient
• Dose transmise au patient à partir de la dose
  portale

• Évaluation des propriétés dosimétriques de
  limageur
• Simulation par méthode Monte Carlo dimages
  portales et de la dose transmise

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Présentation de limageur portal numérique

• Imageur portal dELEKTA iView GT Device

• Composition
• Plaque de métal
• Scintillateur Gd2O2STb (Lanex Fast Scintillator
  Kodak)
• Matrice de silicium amorphe (dépôt de matériaux
  semi-conducteur sur un substrat en verre)
• Caractéristiques de limage
• 1024x1024 pixels
• Taille maximale à lisocentre 26x26 cm²
• Distance Source Détecteur 160 cm

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Principe de détection et de lecture
RX
Plaque métallique (Cu, ou Al,)
Électrons secondaires
Data line
Scintillateur
RX
Photons lumineux
Pixel
Matrice de photodiode et de TFT
Gate Drivers
Support en verre
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Logiciel pour la visualisation et le traitement
des images portales
IP de référence
IP de contrôle
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Première partie Évaluation des capacités
dosimétriques de limageur portal numérique
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Caractéristiques dosimétriques de limageur
portal numérique

• Deux conditions de mesures

A. Mesure avec une chambre dionisation
cylindrique PTW à la même distance que limageur
B. Acquisition dimage avec lmageur portal
numérique
Fantôme en PMMA de 10 cm
Position de la mesure avec la chambre dionisation
iView GT ELEKTA
Support en PMMA
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A- Mesure de la Dose déposée au niveau de
limageur par la chambre dionisation La
référence

• Matériels et méthode
• Faisceau de photons de 6 MV (SL-15 Elekta)
• Champ 10x10 cm2
• Débit de dose 200 UM.min-1
• Chambre dionisation cylindrique PTW
• Fantôme en plexiglas de 10 cm dépaisseur centré
  à lisocentre

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B- Évaluation de la linéarité entre Dose portale
et Intensité du pixel

• Matériels et méthode
• Faisceau de photons de 6 MV (SL-15 Elekta)
• Champ 10x10 cm2
• Débit de dose 200 UM.min-1
• Fantôme en plexiglas de 10 cm dépaisseur centré
  à lisocentre
• Extraction dune région dintérêt de 100x100
  pixels

La relation entre lintensité du pixel et la dose
portale est linéaire
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Comparaison de lévolution des mesures A et B en
fonction de la Dose
Ecart de 10
iView GT
Chambre dionisation
La sensibilité de limageur augmente avec la Dose
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Deuxième partie Modélisation du système source
fantôme imageur portal
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Modélisation de liView GT et simulation
dimages portales par MCNP X

Source de photons

• Description
• Spectre de photons de 6MV
• Distribution uniforme
• Émission dans un angle solide ?
• 1000 événements/cm²

Emoy 2,6 MeV
Fantôme en PMMA

• Description
• Épaisseur variable
• Centré à lisocentre

iView GT

• Description
• Couches successives de Cu et AL
• Scintillateur en Gd2O2STb
• Couches de mylar

Tally de type TIR, Cosine bins, Segment bins
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Modélisation de liView GT et calcul de la dose
déposée par GATE
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Troisième partie Évaluations qualitative et
quantitative par manipulations et simulations des
facteurs influençant la dose portale
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Évaluation des paramètres influençant
lacquisition des images portales
Énergie du faisceau 6 et 10 MV
Taille du champ dirradiation 5x5, 10x10, 15x15,
20x20 et 25x25 cm²
Épaisseur du fantôme 5, 10, 20 cm
Air-gap 57,5 55 50 cm
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MCNP X
iView GT
Région dintérêt
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Mode expérimental et méthode Monte-Carlo
iView GT
MCNP X
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Mesures avec chambre dionisation vs iView GT sur
linfluence de lépaisseur du fantôme
5 cm
10 cm
iView GT
iView GT
Chambre dionisation
Chambre dionisation
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Spectres en énergie des faisceaux de photons
atteignant la ROI calculés par MCNP X
5x5cm² vert10cm, rouge5cm
20x20cm² vert10cm, rouge5cm
10cm vert20x20cm², rouge5x5cm²
5cm vert20x20cm², rouge5x5cm²
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Conclusion et Perspectives

• Contrôle de la dose portale
• La relation entre la dose portale et lintensité
  du pixel est linéaire
• Les premières simulations Monte Carlo vérifient
  les résultats expérimentaux
• Lévaluation de la dose transmise par simulation
  doit être menée
• Besoin de voxelliser un examen scanographique
• Comparaison avec un autre code Monte Carlo (ex
  GEANT 4)