Un détecteur innovant, nommé TraDeRa pour « Transparent Detector for Radiotherapy », a été développé par le groupe Applications Médicales du LPSC pour l’assurance qualité en radiothérapie par modulation d’intensité. Il consiste en une matrice pixélisée de chambres d'ionisation avec un design optimisé des électrodes. Chaque électrode est reliée à un circuit intégré spécifique permettant de fournir une carte de l'intensité du faisceau et de sa forme, à l'échelle du pulse de l'accélérateur. La conversion des charges recueillies en dose relative repose sur une modélisation précise de la réponse du détecteur, qui nécessite de connaitre les caractéristiques des faisceaux propres à chaque accélérateur de radiothérapie.
Ce détecteur vise à surveiller en temps réel le faisceau modulé en amont du patient pendant les sessions de traitement, avec une couverture du champ jusqu'à 40x40 cm². Une atténuation de 2% du faisceau à 6 MV a été mesurée en présence de TraDeRa et l’étude préliminaire de simulation ne montre pas de modification sensible des propriétés du faisceau de photons. Les mesures restent stables sur une grande plage dynamique d’intensité, des fuites inter-lames jusqu'à des champs pleins à haut débit de dose. La sensibilité à détecter des erreurs liées à des défaillances du système d’irradiation a été éprouvée par des mesures en milieu clinique.
Nous pouvons ainsi détecter une erreur de position de lame de 1 mm pour un champ modulé. En parallèle, une méthode originale basée sur la simulation Monte Carlo a été développée afin d’estimer en quelques minutes les paramètres d’un accélérateur donné. Dans la suite de ces travaux, l’objectif sera de fournir une carte de dose dans un volume d’eau virtuel en se basant sur les caractéristiques du faisceau mesurées en ligne par le détecteur. Les développements du détecteur ont conduit à deux brevets, le dernier en date de référence FR1354339 "détecteur de rayons X" déposé le 15/05/2013, en copropriété entre le CNRS et l'Université Grenoble Alpes.
Le projet TraDeRa, porté par le CNRS, est soutenu actuellement par un programme de maturation technologique de la SATT Linksium du site Grenoble Alpes, et avait précédemment bénéficié de financements de BPI France et d'un appel à projet Cancer sur la période 2012-2014.
Le projet TraDeRa a aussi bénéficié d'un financement de la région Rhône-Alpes en 2009 et plus recemment du LabEx PRIMES.
Acquisition dynamique à gauche (une image par impulsion du Linac) et cumul (à droite).
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Acquisition d'un champ de référencede type pyramide |
Acquisition d'un champ biaisé parle déplacement décalé d'1mmd'une lame du MLC |
Carte des différences significativesaprès traitement des données
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L'ASIC mis au point par le service de microélectronique du LPSC
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Performances de l'ASIC : intégration de charges et linéarité
Performances de l'ASIC : résidus inférieurs à une unité ADC sur toute la gamme dynamique.
