Dosimétrie des faisceaux de photons de faibles dimensions

Résumé pareils de téléradiothérapie produisant des rayons X et des rayons gamma ont des performances qui permettent la mise en œuvre des irradiations en conditions stéréotaxiques. Les caractéristiques propres aux champs généralement utilisés pour la radiothérapie classique ne sʹappliquent pas aux faisceaux de petites dimensions de forme circulaire (de diamètre inférieur à 4 cm) du fait que lʹéquilibre électronique latéral nʹest plus réalisé autour de lʹaxe de symétrie du faisceau. La dosimétrie des irradiations en conditions stéréotaxiques par arcs multiples isocentriques et non coplanaires avec les minifaisceaux de photons de haute énergie exige le développement de méthodes spécifiques pour le calcul de la dose en tout point du milieu irradié et la mesure des grandeurs dosimétriques de base nécessaires à leur mise en œuvre. Les programmes de calcul de la dose dits semi-empiriques sont les plus utilisés par les équipes françaises. Généralement, le calcul est réalisé dans le référentiel lié au cadre de stéréotaxie de manière à assurer les meilleures performances de reproductibilité entre les différentes étapes qui conduisent à la mise en œuvre du traitement depuis lʹacquisition des différents types dʹimages (scanographie, IRM, angiographies) jusquʹà la définition des balistiques de traitement, le calcul des distributions de dose en superposition des données anatomiques et la réalisation du traitement. Nous donnons un certain nombre de recommandations concernant le choix des détecteurs pour la mesure des rendements en profondeur, des rapports tissu-maximun, des profils de dose ou du facteurs de dimension de faisceau permettant la quantification de la dose. Nous montrons en particulier que les chambres dʹionisation cylindriques de dernière génération de très faibles dimensions (volume détecteur inférieur à 0,020 cm3) sont lʹinstrument à privilégier; elles sont utilisables pratiquement sans correction jusquʹà des dimensions de faisceaux de lʹordre du centimètre. Toutefois, la mesure doit être accompagnée dʹune vérification par un détecteur alternatif afin de minimiser le risque dʹerreurs systématiques pouvant entraîner de fortes conséquences cliniques. Le détecteur radiothermoluminescent a lʹavantage de permettre de mesurer la dose dans des conditions parfois irréalisables avec dʹautres détecteurs (en particulier, situations in vivo ou sur fantôme anthropomorphe). Le choix du matériau radiothermoluminescent et son conditionnement ont une influence très importante sur la valeur mesurée de la dose en valeur absolue. Le tétraborate de lithium conditionné sous forme de poudre est le produit à privilégier. Le film radiographique par sa capacité à rendre compte des fortes variations de gradient de dose est très utile pour la mesure des distributions spatiales de la dose délivrée par arcs simples ou multiples, mais avec des conditions dʹutilisation très précises. Nous donnons une compilation des résultats concernant la mesure des grandeurs dosimétriques réalisée par dix centres français. Nous analysons les caractéristiques dosimétriques des faisceaux en fonction des paramètres de lʹirradiation : énergie, diamètre du faisceau circulaire, distance de traitement, etc. beam dosimetry. performance standard radiotherapy treatment unit could be used to perform stereotactic radiosurgery. The dosimetric aspects of stereotactic irradiation with small size photon beams (energies from 5 to 25 MV produced by electron linear accelerator or gamma-rays produced by cobalt-60 treatment unit) are analyzed. The diameter of circular beams used are 5 to 40 millimeters wide at the isocenter of the treatment unit. The dosimetry of small x-ray fields is complicated by two factors: the relationship between detector size and field size dimensions, and the lack of lateral electron equilibrium. The large dose gradients outside the beamʹs central axis require dosimetry techniques with higher spatial resolution. To determine the best dosimetry system for measurements at the beamʹs small focal point, particularly for measurement of the field size dependent on output factors, several different detectors were investigated: ionization chamber, silicon diode, diamond detector, thermoluminescent dosimeter, and film. Ionization chamber, which presents a sensitive volume smaller than 0.02 cm3, is the most commonly recommended detector for field diameter above 8 mm. Current representative examples of dosimetric measurements for different x-ray energies, including percent depth dose, tissue maximum ratios, beam profiles (off axis ratios), and output factors, are presented and discussed. As well, the dosimetric characteristics of small photon beams are detailed.