Courbes de distribution de doses - Radiothérapie - PDF

Courbes de distribution de doses UE 3.6 / S2 / PHYSIQUE APPLIQUÉE ET TECHNOLOGIE EN RADIOTHÉRAPIE  Attention: ce P cours traitera Plan du seulement des...

Courbes de distribution de doses UE 3.6 / S2 / PHYSIQUE APPLIQUÉE ET TECHNOLOGIE EN RADIOTHÉRAPIE  Attention: ce P cours traitera Plan du seulement des photons et des électrons. 1. La dose: généralités cours Dépôt de la dose dans la matière Principales unités de dose / Définitions 2. Faisceaux de particules Mesure physique de la dose Faisceaux de photons Faisceaux d’électrons 3. Planification 3D-CRT Les bases Exemples de plans de traitement La DLoaseD: Goséen:érGaléitnéés 1 Ionisations Base des effets biologiques 1 Rayonnements ionisants Ionisation directe ou Rayonnements indirecte directement ionisants (particules chargées) Dépôt d’énergie dans la matière grâce aux interactions coulombiennes des particules chargées et des électrons orbitaux des atomes.  Absorption d’énergie (une grande partie de l’énergie de la particule incidente est absorbée localement). 1 Rayonnements ionisants Ionisation directe ou Rayonnements indirecte indirectement ionisants (particules non chargées) Dépôt d’énergie dans la matière en 2 étapes: (1) émission d’une particule chargée dans le milieu puis (2) interactions de la particule chargées avec les électrons orbitaux.  Transfert d’énergie (une partie de l’énergie de la particule incidente est transférée à un électron qui va interagir avec le milieu). 1 Rayonnements ionisants Absorption / transfert d’énergie Electrons: la plupart de Photons: leur énergie est leur énergie est absorbée d’abord transférée à des localement particules chargées avant d’être absorbée localement Absorption d’énergie Transfert d’énergie 1 Grandeurs dosimétriques Que se passe-t-il localement? Quantité dosimétrique (J/kg) = Energie transférée/absorbée Masse 1 Le KERMA Pour les particules non chargées Le KERMA (Kinetic Energy Released per unit MAss) correspond à l’énergie moyenne transférée par les particules neutres aux particules chargées dans un volume unitaire, indépendamment des interactions qui vont intervenir ensuite. (Gy ) 1 La dose absorbée La dose absorbée (en Gy) dans le volume V est l’énergie moyenne dans ce volume Finalement… divisée par la masse du volume. 1 La dose absorbée Finalement… Comme les électrons se déplacent dans la matière et déposent leur énergie le long de leur trajet, l’absorption d’énergie n’a pas lieu au même endroit que le transfert d’énergie (KERMA). 1 La dose absorbée Conclusion La dose est donnée par les électrons secondaires! FaiscFeaaiusxcedaeupxardt iecupleasrticules 2 Mesure physique de la dose En pratique? 2 Mesure physique de la dose Etalonnage de l’accélérateu S r 90 cm L’étalonnage de l’accélérateur a pour but de définir la dose par UM dans les conditions de référence. Tous les traitements sont réalisés à partir de cet étalonnage. 10 cm 10x10 cm2 2 Mesure physique Faisceau de la dose de particules Etude des faisceaux Directions x et y: profils Direction z: rendements en profondeur x y z 2 Mesure physique de la dose Rendement en profondeur z Rendement en profondeur x  zone de build up y z  maximum 2 Mesure physique de la dose Profils de dose Profil de dose  plat (cône égalisateur) x y  pénombre en bord de champ z 2 Faisceaux de photons Rendement en profondeur 2 Faisceaux de photons Dose a l’entrée Dos e 10 Dose à l’entrée: DE 0 Contributions - photons primaires spécifiques: - photons diffusés DE (collimateur, filtre égalisateur et air) - électrons de zma contamination Profonde x produits dans la tête ur de l’accélérateur 2 Faisceaux de photons Build up Zone de build up: région Dos e entre z=0 et z=zmax 10 0 Cette région résulte du parcours relativement long des particules chargées secondaires (électrons DE éjectés par les interactions des photons) dans le milieu. A zmax, l’ensemble des zma particules chargées sortant Profonde x d’un petit volume est le ur même que le nombre de particules entrant dans ce volume. Après le build up, on est 2 Faisceaux de photons Build up 2 Faisceaux de photons Après zmax… Zone de décroissance de la dose Dos deux effets principaux: e 10 1.la loi de l’inverse 0 carré des distances (faisceau divergent) 2. l’atténuation et la diffusion des DE photons dans le patient. zma Profonde x ur 2 Faisceaux de photons Loi de l’inverse carré des distances 2 Faisceaux de photons Influence de l’énergie 2 Faisceaux de photons Taille de champ 2 Faisceaux de photons Influence de la DSP 2 Faisceaux de photons Profils de dose Région centrale Plate grâce au filtre égalisateur Pénombre (région 20%- 80%) Leur taille dépend: - de la taille de la source D50 - de la taille de champ - de l’équilibre électronique latéral (énergie). 2 Faisceaux de photons Paramètres importants sur le rendement en profondeur: Conclusion - Energie: si E ↗ dose à la peau ↘ dose en profondeur ↗ - DSP: si DSP ↗ profondeur ↗ rendement en - Taille de champ: si elle ↘ dose à la peau ↘ profondeur du max ↗ Peu d’influence sur profils et pénombres. 2 Faisceaux d’électrons Caractéristiques Faisceaux d’électrons: mono- énergétiques Prescription: le volume Dos cible irradié à une e 100 valeur de dose DE supérieure à 85% de la dose maximale: parcours 5 thérapeutique. 0 Queue de distribution de dose due aux R10 R85 Rp photons 0 Profonde bremsstrahlung. R50 ur 2 Faisceaux d’électrons Influence de l’énergie PDD: Avec l’énergie Profils: La pénombre augmentent augmente - la dose a la surface avec l’énergie. - la profondeur thérapeutique - la contamination bremsstrahlung Rqe: zmax ne varie pas relativement à l’énergie 2 Faisceaux d’électrons Influence de la taille de champ PDD: Au dessus de 7x7 cm2 Profils: Peu de variation peu avec la taille de champ d’influence de la taille de champ sur le PDD. 2 Faisceaux d’électrons Influence de la taille de champ 2 Faisceaux d’électrons Influence de la DSP PDD: peu d’influence de la Profils: peu d’influence de la DSP DSP 2 Faisceaux d’électrons Les électrons sont très complémentaires des Conclusions photons. Ils sont adaptés aux tumeurs superficielles. Inconvénients de ces faisceaux: 1.la largeur de pénombre est beaucoup plus importante qu’avec des faisceaux de photons. 2.Ils sont très sensibles à l’obliquité et aux hétérogénéités. 3.Attention aux mini-faisceaux! PlaniPficlaantiiofinca3Dti o-CnR3TD-CRT 3 Planification 3D-CRTPosition du problème On doit irradier le PTV à une dose suffisante pour obtenir un effet thérapeutique tout en limitant la dose aux organes à risque et aux tissus sains. 3 Planification 3D-CRTRadiothérapie conformationnelle La radiothérapie conformationnelle s’efforce de résoudre ce problème avec un nombre limité de faisceaux (typiquement < 6) et en utilisant le collimateur multi- lames présent sur la grande majorité des accélérateurs. 3 Planification 3D-CRTRadiothérapie conformationnelle La radiothérapie conformationnelle s’efforce de résoudre ce problème avec un nombre limité de faisceaux (typiquement < 6) et en utilisant le collimateur multi- lames présent sur la grande majorité des accélérateurs. 3 Planification 3D-CRTBeam eye view 3 Traitement d’une vertèbre Cas simple, 1 faisceau 3 Traitement d’une vertèbre Influence de l’énergie 20 6 MV MV 3 Traitement d’une vertèbre Utilisation d’un filtre Faisceau Filtr ouvert e 3 Traitement d’une vertèbre 2 faisceaux, meilleure homogénéité dans le PTV Même Contribution du contribution faisceau des faisceaux antérieur plus faible 3 Masse pulmonaire Lobe supérieur gauche 3 Masse pulmonaire Lobe supérieur gauche 3 Masse pulmonaire Lobe supérieur gauche 3 Masse pulmonaire Lobe supérieur gauche MERCI DE VOTRE ATTENTION