La dose la peau des patients en radiologie ... ? La dose la peau des patients en radiologie

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    10-Sep-2018

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1 La dose la peau des patients en radiologie interventionnelle : une donne indispensable. Film radiochromique ou dosimtre MOSFET ? Guillaume MECHIN (1), Pierre-Emmanuel DINE (1), Jol GUERSEN (1), Pascal CHABROT (1), Lucie CASSAGNES (1), Florian MAGNIER (2), Vincent CHASSIN (2), Denise DONNARIEIX (2), Louis BOYER (1) (1) Radioprotection - Ple dImagerie et de Radiologie Interventionnelles - CHU Clermont Ferrand (2) Service de Physique Mdicale - CRLCC Jean Perrin - Clermont Ferrand CONGRS NATIONAL DE RADIOPROTECTION SFRP Bordeaux 2013 Contexte (1) : 2 - Constante progression depuis 20 ans du nombre dexamens radiologiques interventionnels, et intrt thrapeutique indiscutable de ces procdures. - En RI, il existe des procdures risques susceptibles de dlivrer des doses de rayons X significatives, associes au risque dapparition deffets cutans (Dose peau > 3 Gy). Ex. : procdures abdomino-pelviennes (scopie et graphie +++). - La directive 97/43/EURATOM du 30 juin 1997 pointe la RI comme une des pratiques spciales (article 9) impliquant des doses leves pour les patients . 3 - Lettres de suite /Inspections ASN : Je vous demande de vous assurer que le patient bnficie dun suivi mdical particulier pour dceler lventuelle apparition de lsions cutanes lorsque la dose maximale cumule la peau est suprieure ou gale 3 Gy (2) . Ncessit de matriser les doses en RI (1). (1) Rapport du groupe de travail sur la radioprotection en radiologie interventionnelle. Recommandations pour l'amlioration de la radioprotection en radio interventionnelle GTRI/GPMED - juin 2010 (2) Guide mthodologique HAS 01/2013 "Radioprotection du patient et analyse des pratiques " Contexte (2) : Ncessit dune mesure directe pour une valuation fiable de la dose la peau (Peak Skin Dose). Rationnel et objectifs de ltude : 4 - Mesure de la dose maximale /peau ncessaire /valuation des risques deffets rx-induits. - Difficults +++ du pilotage de la dose en cours dexamen : Pas daffichage de la dose la peau . Indicateurs de surveillance disponibles : - Les PDS nintgrent pas le rtro-diffus, - En neuro-RI, utilisation dun biplan et chevauchement possible des champs PA et latral. Sur les rapports dosimtrique, PDS et AK dissocis on ne peut pas se servir des PDS, pour attester sil y a cumul de dose un certain point. - Risque de sous-estimation de la dose maximale rellement reue. AK et Produit Dose Surface Alopcie post - embolisation 5 - Utilisation en routine (2011) de films radiochromiques permettant la surveillance dosimtrique du patient sur les procdures dembolisations IC et MAV en RI : - +++ Estimation cartographique de la dose cutane maximale. - --- Informations dosimtriques diffres dans le temps. - --- Incertitudes sur la mesure de dose 2012 : tude exprimentale visant valuer et comparer, en neuro rx interventionnelle, un autre systme de dosimtrie cutane, par semi-conducteur MOSFET : - Objectifs : Vrifier et valider la fiabilit des mesures de doses obtenues avec le systme MOSFET. Comparaison des mesures dosimtriques in vivo entre les deux systmes dosimtriques. Une utilisation en routine clinique des dosimtres MOSFET est-elle possible lavenir ? Matriel (1) : 6 Film radiochromiques Gafchromic XR-RV3 : - Film 36 x 43 cm = Equivalence tissus (H 9.0%, C 60.6%, N 11.2% et O 19.2%). Couche active jaune place face contre tube rayons X. - Utilisation simplifie, auto-dveloppant - Apparition dune coloration = chelle du noircissement de la dose en fonction de la quantit de rayons X pendant la procdure. - Exploitation donnes patient du film avec le logiciel ImageJ (cartographie de dose + estimation dosimtrique). - Mesures dosimtriques diffres dans le temps par rapport lexamen. II. Matriel 2. Films GafChromic : Composition : Couche polyester jaune transparente Amlioration du contraste de la coloration Protection contre les UV et lumire visible Couche active paisseur variable Couche polyester blanche opaque Lecture par scanner rflexion Journe ASN du 17 juin 2011 Matthieu THOMAS 8 Matriel (2) : 7 MOSFET std et microMOSFET Best Medical : Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor : - Dosimtre diode semi-conducteur jonction P-N (dopage de type P) - Pigeage des charges + cres par lirradiation dans loxyde de grille - Cration dun canal de conduction permettant la circulation du courant temporairement = Tension de seuil relie la dose absorbe 13 circuits lectriques de composants car elles ont de bonnes proprits lectriques, thermiques et jouent un rle important dans la protection des dtecteurs. Cet enrobage est totalement radio-opaque. Figure 10 - MOSFET encapsul dans une bulle d'poxy [2] Ils tiennent dans le creux de la main et sont extrmement fragiles. Ils sont entours dune gaine de protection qui vite une possible dgradation entre deux utilisations. Ils sont manier avec prcaution. Leurs donnes physiques sont rpertories dans le tableau ci-dessous : MicroMOSFET TN-502-RM MOSFET TN-502-RD Largeur (mm) 1,00 2,50 Epaisseur (mm) 1,00 1,30 Longueur (mm) 3,50 8,00 Tableau 1 - Caractrisques MicroMOSFET et MOSFET std Par le biais dun cble, nos dosimtres MOSFET [3] sont directement relis au boitier de lecture qui permet de mesurer et de contrler la dose. Le boitier de lecture change les informations par bluetooth laide dun metteur-rcepteur qui est lui-mme reli un cordon USB connect lordinateur. Ce dernier permet de visualiser en temps rel lavanc de la procdure via le logiciel DXPOSURE . Afin de garantir la linarit de rponse du dosimtre la diffrence de potentiel utilise, le lecteur permet de choisir entre deux sensibilits afin de couvrir un vaste ventail de doses. Le lecteur est configur avec un niveau de sensibilit dit Haute pour les faibles doses utilises en radiologie diagnostique. Figure 11 - Interface du logiciel utilisateur DXPosure J. Crayton Pruitt Family Department of Biomedical EngineeringMedical Physics ProgramAttractive features Purely electronic dosimeter Provides immediate dose feedback Integrates over short periods of time Small size and portability Simultaneous measurements (up to 20)J. Crayton Pruitt Family Department of Biomedical EngineeringMedical Physics Program20Angular ResponseFree-in-air TN-1002 RDM Ref. 1, Benevides and Hintenlang, 2006M ANUEL DE LOPERATEUR DU SYSTEM E mobileM OSF ET AVEC LE LOGI CI EL D XPOSURE ! "!#$!"! !!!!!!!!!!!!!!!Figure 3-7 : Exemple de fentre de vr ification de ltat du lecteur 3.2 PROCEDURE DE SURV EI L L ANCE DE DOSE 3.2.1 M ode Radioscopie Continu %& Dmarrer la dosimtr ie ' ( !) *+,*- !. / 0 %11(1!(2,!%3,45/ !+- ( !6*42!7%!3*- 648+1%,4*- !9(!7:/ ; +48 Nous avons aussi utilis pour cette tude : - le logiciel ImageJ, - le logiciel DxPosure, - un multimtre semi-conducteur, Unfors Xi pour talonner les dosimtres MOSFET, - un fantme physique anthropomorphe Rando-Alderson ainsi quun fantme plaque PTW afin de sassurer de la fiabilit des mesures de doses obtenues par le systme MOSFET par rapport au film Gafchromic XR-RV3. Matriel (3) : 32 Figure 34 - Photo du montage : A gauche (vue de face), la portion de film XR-RV3 avec les dosimtres MOSFET. A droite, la vue du montage dans la salle dexamen vasculaire Les paramtres slectionns au niveau du pupitre de commande faisaient tat dune tension nominale de 80 kV et dune charge de 14,3 mAs pour le tube rayons X plac en position latrale. Cette seule exprience ralise sur une surface totalement plane ntait pas suffisante pour planifier une utilisation du systme dosimtrique MOSFET pour des applications in vivo. Une exprience complmentaire a donc t retenue pour valider la fiabilit des mesures de doses du systme MOSFET par rapport au film en situation dexamen (les rsultats de cette partie sont lire dans le paragraphe rsultats). 2.10 Lexprience pr-clinique La validation exprimentale avait pour but de pouvoir se placer typiquement dans les conditions cliniques in vivo dune procdure dembolisation. Pour mener bien cette exprience, le crne dun vrai patient a t substitu par celui du fantme physique Rando-Alderson. Nous souhaitions simuler une irradiation localise la plus raliste possible. La configuration dexamen retenue comme tant la plus proche de la ralit, fut dexposer le fantme physique Rando-Alderson uniquement avec un faisceau latral droit de rayons X. Cest dire, utiliser les quatre dtecteurs MOSFET ainsi quun film GafChromic XR-RV3 sur un seul des deux tubes rayons X comme sil sagissait dune embolisation. La partie crne du fantme physique Rando-Alderson a t place en position dexamen afin de pouvoir mettre le film ainsi que les dosimtres MOSFET en contact avec le crne. La source de rayonnement X se trouvait en regard de la partie latrale droite du fantme Rando-Alderson une distance foyer-film de 35 cm. Afin de dterminer la rponse en dose des dtecteurs MOSFET et du film, nous nous sommes placs successivement dans deux configurations : ! Configuration standard : Dosimtres MOSFET colls sur le film radiochromique recouvrant le fantme crne. Etalonnage : initial & mi-vie 9 Mthodologie (1) : Phase 1 : Positionnement du matriel Phase 2 : Logiciel DxPosure - Etalonnage Phase 3 : Exposition des MOSFET Exploitation des donnes (tension et dose) Phase 4 : Dtermination du coefficient dtalonnage lnergie nominale 19 amplificateur de brillance coupl un tube rayons X. Les dosimtres MOSFET ont t manipuls pour raliser ltalonnage. En labsence dirradiation, ces derniers sont conservs dans des gaines protectrices en plastique pour viter leur dgradation physique. Les 4 dosimtres TN-502-RD ainsi que lUNFORS Xi sont disposs sur une mousse de polystyrne de 10 cm. Le montage a t ralis soigneusement pour que la mousse de polystyrne soit place au plus proche du tube rayons X. Elle a t utilise afin davoir une paisseur suffisante de matriau pour mettre le systme de mesure dans lair. Les dosimtres MOSFET ont t fixs dessus laide dun adhsif chirurgical les uns ct des autres. On y retrouve galement lUNFORS Xi qui avait t insr dans le polystyrne8 pour vrifier la bonne lecture de dose au potentiel nergtique utilis. Le montage est illustr sur les figures 20 et 21 ci dessous : Figure 20 - Montage vue de dessus Avant dirradier notre dispositif, on sest assur que le champ utilis tait suffisamment grand pour couvrir lensemble du matriel dispos sur le bloc de polystyrne. 8 Echancrure creuse dans le bloc en mousse expanse afin de placer le multimtre UNFORS Xi au mme niveau que les dosimtres MOSFET Description du montage : Pour raliser cet talonnage, on compte mesurer la dose laide du dtecteur UNFORS Xi positionn face contre la source de rayons X. Nos quatre dosimtres MOSFET seront quant eux positionns avec la bulle dpoxy en regard de la sortie du tube afin davoir la meilleure rponse possible. Ltalonnage a t ralis dans les conditions ou les distances foyer-MOSFET et MOSFET-dtecteur tait respectivement de 43 cm (flche rouge) et 73 cm (flche orange). Figure 21 - Vue globale du montage en salle de vasculaire interventionnel 20 Figure 22 - Vrification de la taille du champ contenant les dosimtres MOSFET ainsi que lUNFORS Xi Le lecteur mobileMOSFET permet de lire uniquement la tension du MOSFET en mV. Le coefficient dtalonnage (CE) permet le passage de la tension du MOSFET en unit de dose (Gy, cGy). Le CE doit donc tre tabli car il servira calculer les doses intgres par le dosimtre MOSFET. Ce coefficient dtalonnage peut tre donn en mV/cGy, mV/R ou bien en mV/Gy. Durant cette phase de test une nergie nominale donne, plusieurs sries dirradiations ont t enregistres pour obtenir une statistique de mesures correcte. Le constructeur Best Medical prconise une rptabilit de cinq expositions au potentiel nominal choisi par lutilisateur pour obtenir une dviation standard du coefficient dtalonnage " 5%. Nous en avons ralis cinq au total pour chaque tension. Lacceptabilit finale de ce coefficient dtalonnage ne se fait quune fois la moyenne des cinq valeurs dtalonnage obtenues. Les rsultats sont rpertoris dans le tableau ci-dessous : Coefficient dtalonnage (CE) / Unit en mV/cGy Energie MOSFET #27080 MOSFET #27081 MOSFET #2327 MOSFET #2271 60 kV 12,48 6,3% 13,08 4,68% 13,52 4,26% 14,03 5,03% 80 kV 12,60 3,39% 12,46 5,51% 13,77 4,46% 13,91 1,70% 100 kV 11,51 2,29% 11,26 3,1% 12,81 2,86% 13,32 2,79% 120 kV 12,00 3,56% 12,05 0,75% 12,32 3,10% 13,31 2,46% Tableau 3 - Tableau rcapitulatif des coefficients dtalonnage propre chacune des nergies utilises en interventionnel pour le lot n1 Figure 23 - Etalonnage : Capture dcran du menu de slection du logiciel M ANUEL DE L OPERATEUR DU SYSTEM E mobileM OSF ET AVEC LE LOGI CI EL D XPOSURE ! "!#$!"! !!4.2.1 M thode de calibration pour la radiologie au moyen de loutil logiciel de calibration %&! '( ) *+*&'! +( , - ( . /&! 01! ( 0/*' ! - &., &//21/! 3&! 4*, - '*5*&.! '2! +2'*6.2/*( 1! 3&4! 3( 4*, 7/.&4!8 9 : ; !!Prcautions gnrales : ?( 0.! ( 6/&1*.! 01&! @20/&! .&- .( 30+/*6*'*/A! 3&4! 52+/&0.4! 3&! +2'*6.2/*( 1! &/! 3&4!.A40'/2/4! - .A+*4B! *'! +( 1C*&1/! 3&! - .&13.&! D0&'D0&4! - .A+20/*( 14! - &1321/! '&!- .( +&4404!3&!+2'*6.2/*( 1!30!8 9 : ; %&4! 8 9 : ; !%2!4AD0&1+&! 3K*..23*2/*( 1! 3( */! G/.&! +( @A.&1/&! H*..23*2/*( 14! +( 14A+0/*C&4!&4- 2+A&4!3&!+*1D!, *10/&4!- 2.!&L&, - '&I!&/!'&4!'&+/0.&4!&55&+/0A&4!3214!01!3A'2*!3K01&!, *10/&!2- .74!'K*..23*2/*( 1B!25*1!3K( 6/&1*.!01&!.&- .( 30+/*6*'*/A!*15A.*&0.&!N!S!T !N!F >!!! U>#>F>F! V214!'2!5&1G/.&!- .*1+*- 2'&B!( 0C.*.! '&!, &10!3A.( 0'21/!&/!+'*D0&.!40.! 'K( - /*( 1!Outil! W! Calibrer ! 3( 4*, 7/.&>! X1&! 5&1G/.&! 3&! Y!Z2'*6.2/*( 1![ ! +( , , &! +&' '&!- .A4&1/A&!&1!; *) 0.&!U"F!E!; &1G/.&!3&!+2'*6.2/*( 1B!4K( 0C.*.2>!!!!!!!!!!!!!!!!!!Figure 4-1 : Fentre de calibration ! 20 Figure 22 - Vrification de la taille du champ contenant les dosimtres MOSFET ainsi que lUNFORS Xi Le lecteur mobileMOSFET permet de lire uniquement la tension du MOSFET en mV. Le coefficient dtalonnage (CE) permet le passage de la tension du MOSFET en unit de dose (Gy, cGy). Le CE doit donc tre tabli car il servira calculer les doses intgres par le dosimtre MOSFET. Ce coefficient dtalonnage peut tre donn en mV/cGy, mV/R ou bien en mV/Gy. Durant cette phase de test une nergie nominale donne, plusieurs sries dirradiations ont t enregistres pour obtenir une statistique de mesures correcte. Le constructeur Best Medical prconise une rptabilit de cinq expositions au potentiel nominal choisi par lutilisateur pour obtenir une dviation standard du coefficient dtalonnage " 5%. Nous en avons ralis cinq au total pour chaque tension. Lacceptabilit finale de ce coefficient dtalonnage ne se fait quune fois la moyenne des cinq valeurs dtalonnage obtenues. Les rsultats sont rpertoris dans le tableau ci-dessous : Coefficient dtalonnage (CE) / Unit en mV/cGy Energie MOSFET #27080 MOSFET #27081 MOSFET #2327 MOSFET #2271 60 kV 12,48 6,3% 13,08 4,68% 13,52 4,26% 14,03 5,03% 80 kV 12,60 3,39% 12,46 5,51% 13,77 4,46% 13,91 1,70% 100 kV 11,51 2,29% 11,26 3,1% 12,81 2,86% 13,32 2,79% 120 kV 12,00 3,56% 12,05 0,75% 12,32 3,10% 13,31 2,46% Tableau 3 - Tableau rcapitulatif des coefficients dtalonnage propre chacune des nergies utilises en interventionnel pour le lot n1 Figure 23 - Etalonnage : Capture dcran du menu de slection du logiciel M ANUEL DE L OPERATEUR DU SYSTEM E mobileM OSF ET AVEC LE LOGI CI EL D XPOSURE ! "!#$!"! !!4.2.1 M thode de calibration pour la radiologie au moyen de loutil logiciel de calibration %&! '( ) *+*&'! +( , - ( ./&! 01! ( 0/*' ! - &., &//21/! 3&! 4*, - '*5*&.! '2! +2'*6.2/*( 1! 3&4! 3( 4*, 7/.&4!8 9 : ; !!Prcautions gnrales : ?( 0.! ( 6/&1*.! 01&! @20/&! .&- .( 30+/*6*'*/A! 3&4! 52+/&0.4! 3&! +2'*6.2/*( 1! &/! 3&4!.A40' /2/4! - .A+*4B! *'! +( 1C*&1/! 3&! - .&13.&! D0&'D0&4! - .A+20/*( 14! - &1321/! '&!- .( +&4404!3&!+2'*6.2/*( 1!30!8 9 : ; %&4! 8 9 : ; !%2!4AD0&1+&! 3K*..23*2/*( 1! 3( */! G/.&! +( @A.&1/&! H*..23*2/*( 14! +( 14A+0/*C&4!&4- 2+A&4!3&!+*1D!, *10/&4!- 2.!&L&, - '&I!&/!'&4!'&+/0.&4!&55&+/0A&4!3214!01!3A'2*!3K01&!, *10/&!2- .74!'K*..23*2/*( 1B!25*1!3K( 6/&1*.!01&!.&- .( 30+/*6*'*/A!*15A.*&0.&!N!S!T !N!F >!!! U>#>F>F! V214!'2!5&1G/.&!- .*1+*- 2'&B!( 0C.*.! '&!, &10!3A.( 0'21/!&/!+'*D0&.!40.! 'K( - /*( 1!Outil! W! Calibrer ! 3( 4*, 7/.&>! X1&! 5&1G/.&! 3&! Y!Z2'*6.2/*( 1![ ! +( , , &! +&' '&!- .A4&1/A&!&1!; *) 0.&!U"F!E!; &1G/.&!3&!+2'*6.2/*( 1B!4K( 0C.*.2>!!!!!!!!!!!!!!!!!!Figure 4-1 : Fentre de calibration ! 21 Une fois cette premire partie acheve, nous avons dbut une seconde phase : Le logiciel DXPosure offre lutilisateur un panel doptions pour configurer les dtecteurs MOSFET. Ainsi, il est possible de paramtrer ltalonnage sa convenance. Pour cela il suffit de renseigner plusieurs champs pour obtenir un coefficient dtalonnage lnergie de rfrence utilise (voir figure 24). Dans lexemple ci-dessous, nous avons ralis un talonnage dans les conditions o les paramtres machines taient rgls 60 kV, 500 mA et 100 ms. Les rsultats obtenus taient les suivants : Figure 24 Coefficients dtalonnage pour chaque MOSFET 60 kV Le programme dtalonnage du logiciel transforme la tension obtenue en dose. Les coefficients dtalonnage ont donc t dtermins pour chacune des valeurs de potentiel en nergie susceptibles dtre utilises. Ainsi, ils seront pris en compte et appliqus chaque dosimtre MOSFET avant chaque procdure dembolisation. Le calcul du coefficient dtalonnage est bas sur la formule suivante : )()(cGyconnuedosedeValeurmVMOSFETduLectureFc = quation 1- Coefficient dtalonnage CE Processus de validation du systme de mesure in-vivo Phase 1 : Test fantme plaque PTW : 8 plaques de PMMA la verticale, portion de film coll, face orange ct source + dosimtres MOSFET /mesure du rayonnement rtrodiffus. Objectif = Vrification de la concordance de la dose lue entre le film Gafchromic XR-RV3 et les dosimtres MOSFET sous une exposition quivalente 1 Gy Phase 2 : Test fantme physique anthropomorphe RA : 2 configurations de tests : dosimtres MOSFET colls sur le film recouvrant le fantme crne / et dosimtres MOSFET colls la surface du fantme crne recouvert par le film. Objectif = Validation exprimentale dans les conditions cliniques in vivo sur une procdure dembolisation la plus proche de la ralit 10 Mthodologie (2) : Mesures pr-cliniques : 32 Figure 34 - Photo du montage : A gauche (vue de face), la portion de film XR-RV3 avec les dosimtres MOSFET. A droite, la vue du montage dans la salle dexamen vasculaire Les paramtres slectionns au niveau du pupitre de commande faisaient tat dune tension nominale de 80 kV et dune charge de 14,3 mAs pour le tube rayons X plac en position latrale. Cette seule exprience ralise sur une surface totalement plane ntait pas suffisante pour planifier une utilisation du systme dosimtrique MOSFET pour des applications in vivo. Une exprience complmentaire a donc t retenue pour valider la fiabilit des mesures de doses du systme MOSFET par rapport au film en situation dexamen (les rsultats de cette partie sont lire dans le paragraphe rsultats). 2.10 Lexprience pr-clinique La validation exprimentale avait pour but de pouvoir se placer typiquement dans les conditions cliniques in vivo dune procdure dembolisation. Pour mener bien cette exprience, le crne dun vrai patient a t substitu par celui du fantme physique Rando-Alderson. Nous souhaitions simuler une irradiation localise la plus raliste possible. La configuration dexamen retenue comme tant la plus proche de la ralit, fut dexposer le fantme physique Rando-Alderson uniquement avec un faisceau latral droit de rayons X. Cest dire, utiliser les quatre dtecteurs MOSFET ainsi quun film GafChromic XR-RV3 sur un seul des deux tubes rayons X comme sil sagissait dune embolisation. La partie crne du fantme physique Rando-Alderson a t place en position dexamen afin de pouvoir mettre le film ainsi que les dosimtres MOSFET en contact avec le crne. La source de rayonnement X se trouvait en regard de la partie latrale droite du fantme Rando-Alderson une distance foyer-film de 35 cm. Afin de dterminer la rponse en dose des dtecteurs MOSFET et du film, nous nous sommes placs successivement dans deux configurations : ! Configuration standard : Dosimtres MOSFET colls sur le film radiochromique recouvrant le fantme crne. 33 Figure 35 - Configuration n1: Dosimtres TN-502-RD appliqus sur le film GafChromic XR-RV3 ! Configuration dessai : Dosimtres MOSFET appliqus la surface du fantme crne et recouverts dun film radiochromique. Figure 36 - Configuration n2 : Dosimtres TN-502-RD appliqus sur le fantme crne et recouvert par le film GafChromic XR-RV3 L'tude de faisabilit ralise sur le fantme Rando-Alderson a dmontr que les dosimtres MOSFET peuvent tre appliqus dans des situations cliniques pour surveiller et vrifier lchelle de la dose en temps rel (voir rsultats dcrits au paragraphe rsultats). 2.11 Etude clinique Avant de pouvoir utiliser le systme dosimtrique MOSFET, une concertation avec les neuroradiologues a eu lieu afin dvoquer les bnfices dune telle technique. Lquipe de neuroradiologie voulait tout dabord sassurer que la radio-opacit relative des cbles ne ft pas un obstacle la progression de leur geste pendant la procdure. En accord avec eux, les 4 cbles furent cercls et regroups pour ne pas se projeter au niveau de la crosse aortique. 33 Figure 35 - Configuration n1: Dosimtres TN-502-RD appliqus sur le film Gafchromic XR-RV3 ! Configuration dessai : Dosimtres MOSFET appliqus la surface du fantme crne et recouverts dun film radiochromique. Figure 36 - Configuration n2 : Dosimtres TN-502-RD appliqus sur le fantme crne et recouvert par le film Gafchromic XR-RV3 L'tude de faisabilit ralise sur le fantme Rando-Alderson a dmontr que les dosimtres MOSFET peuvent tre appliqus dans des situations cliniques pour surveiller et vrifier lchelle de la dose en temps rel (voir rsultats dcrits au paragraphe rsultats). 2.11 Etude clinique Avant de pouvoir utiliser le systme dosimtrique MOSFET, une concertation avec les neuroradiologues a eu lieu afin dvoquer les bnfices dune telle technique. Lquipe de neuroradiologie voulait tout dabord sassurer que la radio-opacit relative des cbles ne ft pas un obstacle la progression de leur geste pendant la procdure. En accord avec eux, les 4 cbles furent cercls et regroups pour ne pas se projeter au niveau de la crosse aortique. Test fantme plaque PTW : 11 Rsultats des mesures pr-cliniques (1) : Ecarts-types < 10% entre les doses mesures par le film et les dosimtres MOSFET. Validation de la concordance de dose entre les deux systmes dosimtriques. 32 Figure 34 - Photo du montage : A gauche (vue de face), la portion de film XR-RV3 avec les dosimtres MOSFET. A droite, la vue du montage dans la salle dexamen vasculaire Les paramtres slectionns au niveau du pupitre de commande faisaient tat dune tension nominale de 80 kV et dune charge de 14,3 mAs pour le tube rayons X plac en position latrale. Cette seule exprience ralise sur une surface totalement plane ntait pas suffisante pour planifier une utilisation du systme dosimtrique MOSFET pour des applications in vivo. Une exprience complmentaire a donc t retenue pour valider la fiabilit des mesures de doses du systme MOSFET par rapport au film en situation dexamen (les rsultats de cette partie sont lire dans le paragraphe rsultats). 2.10 Lexprience pr-clinique La validation exprimentale avait pour but de pouvoir se placer typiquement dans les conditions cliniques in vivo dune procdure dembolisation. Pour mener bien cette exprience, le crne dun vrai patient a t substitu par celui du fantme physique Rando-Alderson. Nous souhaitions simuler une irradiation localise la plus raliste possible. La configuration dexamen retenue comme tant la plus proche de la ralit, fut dexposer le fantme physique Rando-Alderson uniquement avec un faisceau latral droit de rayons X. Cest dire, utiliser les quatre dtecteurs MOSFET ainsi quun film GafChromic XR-RV3 sur un seul des deux tubes rayons X comme sil sagissait dune embolisation. La partie crne du fantme physique Rando-Alderson a t place en position dexamen afin de pouvoir mettre le film ainsi que les dosimtres MOSFET en contact avec le crne. La source de rayonnement X se trouvait en regard de la partie latrale droite du fantme Rando-Alderson une distance foyer-film de 35 cm. Afin de dterminer la rponse en dose des dtecteurs MOSFET et du film, nous nous sommes placs successivement dans deux configurations : ! Configuration standard : Dosimtres MOSFET colls sur le film radiochromique recouvrant le fantme crne. Test fantme crne physique Rando-Alderson : 12 37 premier MOSFET. On constate que la valeur en dose moyenne de lensemble des modles TN-502-RD tait de 1093,5 mGy. Lenregistrement de la dose sur le film tait lgrement suprieure cette valeur mais ne dpassait pas 0,5 % dcart. Aprs stre plac dans une configuration standard, nous avons opt pour une configuration dessai o les dosimtres MOSFET ntaient plus colls sur le film Gafchromic XR-RV3 mais positionns la surface cutane du fantme crne. Les rsultats sont rpertoris dans le tableau suivant : Dosimtres MOSFET TN-502-RD positionns la peau versus film Gafchromic XR-RV3 TN-502-RD Dose mesure (mGy) Dose lue sur le film XR - RV3 (mGy) Ecarts-types mesurs (%) MOSFET 27080 1241 3,39% 1250 15% 0,72 MOSFET 27081 1152 4,46% 7,84 MOSFET 2327 1260 5,51% 0,70 MOSFET 2272 1272 1,70% 1,70 Moyenne MOSFET 1231,25 1,50 Tableau 8 - Rcapitulatif des rsultats obtenus sur le champ latral droit dans la configuration n2 Dans cette deuxime configuration, on observait une bonne correspondance en dose entre la rponse du film et celle des dosimtres TN-502-RD. En effet, lcart-type moyen relev entre le film et nos dosimtres MOSFET tait de 1,5%. Autrement dit, lenregistrement de dose par les MOSFET tait quivalent la dose lue par le film Gafchromic XR-RV3. Nanmoins, un dosimtre MOSFET affichait une dose mesure entache dun cart-type de 7,84% qui ne remettait pas en cause la fiabilit du systme de mesure. 1.3 Etude clinique 1.3.1 Pertinence de la dose ponctuelle Parmi les 9 embolisations tudies, nous avons pu constater, en traant des ROIs sur le film lendroit mme ou taient disposs les MOSFET sur la peau du patient, que ces derniers avaient quelquefois tendance sous-estimer la dose par rapport au film. Voici les rsultats dune procdure dembolisation danvrisme qui illustrent la rponse ponctuelle des dosimtres (pour les MOSFET comme pour les films, les incertitudes de mesures correspondent aux incertitudes dtalonnage). Rsultats des mesures pr-cliniques (2) : 33 Figure 35 - Configuration n1: Dosimtres TN-502-RD appliqus sur le film GafChromic XR-RV3 ! Configuration dessai : Dosimtres MOSFET appliqus la surface du fantme crne et recouverts dun film radiochromique. Figure 36 - Configuration n2 : Dosimtres TN-502-RD appliqus sur le fantme crne et recouvert par le film GafChromic XR-RV3 L'tude de faisabilit ralise sur le fantme Rando-Alderson a dmontr que les dosimtres MOSFET peuvent tre appliqus dans des situations cliniques pour surveiller et vrifier lchelle de la dose en temps rel (voir rsultats dcrits au paragraphe rsultats). 2.11 Etude clinique Avant de pouvoir utiliser le systme dosimtrique MOSFET, une concertation avec les neuroradiologues a eu lieu afin dvoquer les bnfices dune telle technique. Lquipe de neuroradiologie voulait tout dabord sassurer que la radio-opacit relative des cbles ne ft pas un obstacle la progression de leur geste pendant la procdure. En accord avec eux, les 4 cbles furent cercls et regroups pour ne pas se projeter au niveau de la crosse aortique. 33 Figure 35 - Configuration n1: Dosimtres TN-502-RD appliqus sur le film Gafchromic XR-RV3 ! Configuration dessai : Dosimtres MOSFET appliqus la surface du fantme crne et recouverts dun film radiochromique. Figure 36 - Configuration n2 : Dosimtres TN-502-RD appliqus sur le fantme crne et recouvert par le film Gafchromic XR-RV3 L'tude de faisabilit ralise sur le fantme Rando-Alderson a dmontr que les dosimtres MOSFET peuvent tre appliqus dans des situations cliniques pour surveiller et vrifier lchelle de la dose en temps rel (voir rsultats dcrits au paragraphe rsultats). 2.11 Etude clinique Avant de pouvoir utiliser le systme dosimtrique MOSFET, une concertation avec les neuroradiologues a eu lieu afin dvoquer les bnfices dune telle technique. Lquipe de neuroradiologie voulait tout dabord sassurer que la radio-opacit relative des cbles ne ft pas un obstacle la progression de leur geste pendant la procdure. En accord avec eux, les 4 cbles furent cercls et regroups pour ne pas se projeter au niveau de la crosse aortique. Confirmation en conditions in vivo (MOSFETs la peau recouverts par le film) de la fiabilit du systme de mesure. Processus de la mesure in-vivo par le systme MOSFET : Mise en place : film dispos, face orange ct source, sur la peau du patient + dosimtres MOSFET colls sur le cuir chevelu /mesure du rayonnement rtrodiffus. 13 34 Figure 37 Ligne de projection des cbles au niveau des troncs supra aortiques Par la suite, nous avons ralis plusieurs sries de mesures dosimtriques dans les conditions in vivo dune procdure dembolisation classique. Avant chaque examen, il tait recommand de regarder lexamen tomodensitomtrique du patient afin de visualiser la localisation de lanvrisme et/ou de la MAV. Les informations releves sur limagerie TDM11nous permettaient de placer sur le cuir chevelu les dosimtres MOSFET le plus prs possible de la zone de travail, et si possible dans la zone dexposition. En routine, un demi film radiochromique tait utilis pour visualiser la dose dlivre sur la partie du crne recouverte. En neuroradiologie, deux incidences orthogonales sont toujours utilises : une incidence postro-antrieure ainsi quune incidence latrale droite. Le film est mis en place sous la tte du patient. Il tait positionn de faon ce que loreille droite du patient soit intgralement recouverte par le film, ceci afin de ne couper aucun champ. Avant de le fixer laide dadhsifs, on collait tour tour les dosimtres MOSFET la peau du patient avec un adhsif chirurgical. Figure 38 - Modle thorique lors d'une procdure d'embolisation Ces derniers taient reprs sur le film par projection en collant 4 pastilles de couleur numrotes de 1 4 au verso sur la face blanche. Ces renseignements nous ont permis de lire correctement la dose intgre par le film lendroit mme o tait positionn le dosimtre MOSFET. 11 Tomodensitomtrie Mesures cliniques : Pour 9 patients : Ncessit danticiper la balistique classique de la procdure pour cartographier entirement l exposition /Film + MOSFETs (reprage TDM). Reprage des dosimtres MOSFET par projection sur le film laide de pastilles de couleur numrotes : Pour pouvoir exploiter lexprimentation avec DxPosure et ImageJ (ROIs). Permettre la comparaison de la dose ponctuelle releve par le film (ROI) et par le dosimtre MOSFET. Permettre la comparaison entre la dose maximale releve par le film radiochromique sur le champ latral droit et la dose maximale lue par lun des 4 dosimtres. 14 Rsultats en pratique clinique : 36 points de mesures de dose ponctuelles sur 9 patients emboliss 15 Rsultats : 1re question : pertinence de la dose ponctuelle ? Dose MOSFET > dose film dans 25% des cas (surestimation de 7,2% ) Dose MOSFET < dose film dans 64% des cas (sous-estimation de 10,4%) Dose MOSFET = dose film dans 11% des cas 2me question : connaissance de la dose maximale cutane ? Les MOSFETs ont rpondu dans 1/9 Les films ont rpondu dans 100% des cas Comparaison entre dosimtres MOSFET et film radiochromique : 16 Conclusion Discussion : Dosimtres diode MOSFET : Etalonnage initial et mi dure de vie couteux en dose Dure de vie limite = saturation (14 Gy) Cot lev lachat (13 500 TTC) Cot annuel hauteur de 6480 en neuroradiologie (consommables) Lecture de dose en temps rel Prcision ponctuelle des mesures de dose / incertitude [1] Technical Note 7 : MOSFET Dosimeter Specifications, Best Medical Canada, 2003 [2] The utilization of MOSFET dosimeters for clinical measurements in radiology, D. Hintenlang, University of Florida, Medical Physics, March 2003. Presented, AAPM 2003. [3] Manuel de loprateur pour le systme de vrification de dose sans fil mobileMOSFET utilisant le logiciel DXPosure, Best Medical Canada, Version 2.2, Document n TN 102011.02, Dcembre 2010. [4] Rando-Alderson : http://www.rsdphantoms.com/rt_art.htm [5] Unfors Xi Users Manual, March 2007 [6] Characterization of the angular response of an isotropic MOSFET dosimeter J.N. Roshau, D. Hintenlang, University of Florida, Gainesville, FL Paper, Health Physics, March 2003. Presented, AAPM 2003. [7] Application of commercial MOSFET detectors for in vivo dosimetry in the therapeutic x-ray range from 80 kV to 250 kV, C. Ehringfeld, S. Schmid, K. Poljanc, C. Kiristits, H. Aiginger, D. Georg, Division of Medical Radiation Physics, Department of Radiotherapy and Radiobiology Medical University of Vienna, Austria, Physics in Medicine and Biology, 289-303, 5 January 2005. [8] Evaluation of a MOSFET radiation sensor for the measurement of entrance surface dose in diagnostic radiology, J. Peet, D. Pryor, Regional Radiation Protection Service, Royal Surrey County Hospital, Guildford, Surrey, The British Journal of Radiology, 562-568, 1999. [9] Conversation tlphonique avec monsieur Abdelbasset HALLIL, Director of Research and Development, Best Medical International Inc., Ottawa, Ontario, Canada [10] Linear 5ive Array, Best Medical Canada, 2003 17 Rfrences bibliographiques : http://www.rsdphantoms.com/rt_art.htmhttp://www.rsdphantoms.com/rt_art.htmhttp://www.rsdphantoms.com/rt_art.htmhttp://www.rsdphantoms.com/rt_art.htmhttp://www.rsdphantoms.com/rt_art.htmhttp://www.rsdphantoms.com/rt_art.htmhttp://www.rsdphantoms.com/rt_art.htmhttp://www.rsdphantoms.com/rt_art.htmhttp://www.rsdphantoms.com/rt_art.htmMerci de votre attention 18

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