Assurance Qualité des mini-faisceaux en radiothérapie stéréotaxique avec un détecteur scintillant multicouche et une reconstruction tomographique de champ

Introduction : Le developpement de protocoles d’assurance qualite pour les mini-faisceaux utilises en radiotherapie reste delicat et requiert des detecteurs dosimetriques 2D presentant (i) une resolution spatiale submillimetrique pour realiser des mesures y compris dans les zones a fort gradient de dose et (ii) une bonne equivalence « tissu » pour ne pas etre penalise par la perte d’equilibre electronique laterale et pour pouvoir ainsi determiner les facteurs d’ouverture du collimateur (FOC). Nous developpons une approche pour l’Assurance Qualite (AQ) des mini-faisceaux basee sur un detecteur 2D scintillant multicouche et sur une reconstruction tomographique de la distribution spatiale de dose. Methodes : Chaque detecteur scintillant (technologie SciFi initialement developpee par le CERN pour le LHCb) est constitue d’un matelas dense de fibres scintillantes de 250µm de cœur. Les fibres scintillantes utilisees sont equivalentes tissu. Le signal en sortie du detecteur est collecte soit par une camera sCMOS, soit par des barrettes de photodiodes et represente en temps reel une vue projetee du champ dosimetrique selon l’axe des fibres. Nous avons developpe un systeme d’AQ qui comprend un empilement de detecteurs avec 6 orientations differentes dans le champ et qui permet de reconstruire la cartographie dosimetrique 2D avec une approche tomographique. Le detecteur SciFi a ete caracterise sur un systeme Novalis TRUBEAM STX (Varian Medical Systems, Inc) equipe de collimateurs coniques de stereotaxie BrainLab de 4mm a 15mm. Resultats: Les resultats de mesure sous faisceau confirment que le systeme prototype permet de mesurer en temps reel les profils projetes du champ d’irradiation avec une resolution submillimetrique et un bon rapport signal a bruit. En utilisant des algorithmes de reconstruction algebriques, nous avons montre qu’il est possible de reconstruire la geometrie de champs simples definis par des collimateurs coniques de petite taille ou par le microMLC. De plus, les profils mesures sont tres coherents avec ceux obtenus avec des films gafchromiques y compris pour les champs de 4 mm. Par ailleurs, contrairement aux autres detecteurs actifs, ce systeme d’AQ est equivalent tissu et permet la mesure directe du FOC sans facteurs correctifs. Conclusions : Les resultats preliminaires obtenus montrent l’interet de l’approche proposee, qui pourra a terme constituer une solution alternative en temps reel a l’utilisation de films gafchromiques pour l’AQ des mini-faisceaux.