La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Diagnostic et contrôle dun faisceau en protonthérapie, en vue dune alternance rapide entre salles CENTRE DE PROTONTHERAPIE D'ORSAY Ludovic De Marzi 9èmes.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Diagnostic et contrôle dun faisceau en protonthérapie, en vue dune alternance rapide entre salles CENTRE DE PROTONTHERAPIE D'ORSAY Ludovic De Marzi 9èmes."— Transcription de la présentation:

1 Diagnostic et contrôle dun faisceau en protonthérapie, en vue dune alternance rapide entre salles CENTRE DE PROTONTHERAPIE D'ORSAY Ludovic De Marzi 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

2 Plan Le Centre de Protonthérapie dOrsay Le projet dalternance rapide Le contrôle de qualité du faisceau Expérimentations et résultats: -positionnement du faisceau -mesure du parcours -implémentation des nouveaux aimants Conclusion 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

3 Le Centre de Protonthérapie dOrsay Synchro-cyclotron (IPN/CNRS 1975) Dédié exclusivement au médical depuis 1991 Traitements par protons de 200 Mev (intracrânien) ou 73 Mev (ophtalmologiques) 2800 patients traités depuis èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

4 Intérêt des protons Protons : Particules lourdes et chargées Propriétés: Parcours fini Faibles diffusions latérales de part leur masse (environ 2000 fois celle de lélectron) les protons diffusent peu latéralement. maximum de dépôt de dose en fin de parcours. Avantages: Limitation de la dose aux tissus sains 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

5 Exemple de dosimétrie prévisionnelle (photons vs protons) Exemple de dosimétrie prévisionnelle (photons vs protons) 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

6 Aimant de déviation Accélérateur Le transport du faisceau Ligne de transport sous vide 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003 Salle de traitement Y1 Salle de traitement Y2

7 La conformation du faisceau 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003 Diffusion passive Gestion dynamique du faisceau

8 Le transport du faisceau Ligne de mise en forme dans lair (diffusion passive) Profondeur deau Dose relative (%) Ajustement du parcours Dose relative (%) Profondeur deau Modulation Conformation en profondeur Axe transverse Collimateur Diffuseur Intensité Diffusion 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

9 Lalternance rapide Changement de salle, travail en parallèle - Évolution du contrôle de qualité : nécessité dune nouvelle instrumentation temps réel. - Aimants de déviations vers les salles de traitement : -vieillissement de lactuel aimant A2 -technologie du feuilleté - Alternance rapide: nombre de patients doublé à partir de mars réglage des paramètres -contrôles: consigne et référence -traitement 2 mn 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

10 Le contrôle de qualité : avant les traitements Bragg effectué du côté médical Énergie du faisceau Profils effectué du côté technique Positionnement du faisceau prédiffuseur collimateur diffuseur Critères du CQ: -Précision: ±0.5mm -Inhomogénéité: 2% -Cuve Wellhöfer 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

11 Le contrôle de qualité : pendant la journée Positionnement du faisceau Vérification du positionnement avant le banc optique par les chambres à fils. Énergie du faisceau Pas de contrôle direct collimateur diffuseur profileur Chambre à bandes Banc optique 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

12 Expérimentations et résultats Le positionnement du faisceau Objectifs: Développer une procédure de centrage avec les aimants de déviation (manuelle puis automatique) Méthodes: –Test de la chambre d ionisation à bandes –Tests de critères statistiques –Conception dun détecteur à pads Conditions de référence: –Faisceau de 200MeV –Parcours de 13.9cm collimateur diffuseur profileur Chambre à bandes Banc optique 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

13 Matériel : Carte dacquisition TERA spécifique Contrôle temps réel Données Q Coupure faisceau ou réglages paramètres Q N KETHLEY Soft : ADWIN - Info. Braggomètre - Info. Strip chamber Supervision fC Enregistrement des paramètres Vérification des profils (symétrie, homogénéité) Vérification du parcours Expérimentations et résultats Le positionnement du faisceau 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

14 Expérimentations et résultats Le positionnement du faisceau Matériel: - chambre dionisation à bandes (GSI) Résultats: 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

15 Expérimentations et résultats Le positionnement du faisceau Matériel: - chambre dionisation à pads Résultats: Kurtosis = moment dordre 4 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

16 Expérimentations et résultats Conclusions sur le positionnement du faisceau - Une nouvelle procédure de centrage côté technique qui gère seul les paramètres machine. -Aucun critère de quantification de linhomogénéité (qui doit rester <2%) na été trouvé avec Wellhöfer pour le centrage actuel. -La sensibilité de la chambre à bandes est insuffisante: effets surfaciques et bruitage du signal. -La chambre à pads (prototype) permet avec le kurtosis de trouver la position centrée du faisceau: commande au service détecteur de GSI. 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

17 Expérimentations et résultats La mesure du parcours Objectifs: Étude des causes de variation de parcours et développement dun système de mesure non intrusif. Méthodes: –Étude du système de mesure du parcours en fonction des paramètres de faisceaulogie –Développement du « braggomètre » Conditions de référence: –Faisceau de 200MeV 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

18 Matériel: - cuve à eau Wellhöfer Résultats: -imprécision de la mesure (mécanique et géométrique) -dépendance de lopérateur (position du détecteur) Expérimentations et résultats La mesure du parcours: méthode actuelle Méthodes: -étude de la mesure du parcours 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

19 Matériel: - cuve à eau Wellhöfer Résultats: Expérimentations et résultats La mesure du parcours: méthode actuelle Méthode: -étude de la pénombre et des paramètres du synchro-cyclotron: faisceau poly-énergétique -mesure du parcours en faisant varier les paramètres: A2, A1, A1 -mesure lors du contrôle de qualité 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

20 « Braggomètre » : -ionisation dans lair Points de mesure -signal recueilli sur des plaques annulaires: non intrusif, relatif -différentes épaisseurs daluminium devant chaque plaque Expérimentations et résultats La mesure du parcours: pour l alternance rapide 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

21 Matériel: - Braggomètre Résultats: Expérimentations et résultats La mesure du parcours: pour l alternance rapide Méthodes: -étude (films) pour le positionnement et le design du détecteur. -programmation et traitement des données brutes de la carte dacquisition. 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

22 -Le faisceau est polyénergétique, le parcours ne bouge pas lorsque certains éléments de la ligne tels que A2 ou les déviateurs varient. La dérive en champ des aimants joue sur le centrage, apparemment pas sur le parcours. - Des améliorations du braggomètre ont été proposées, notamment concernant la géométrie du détecteur au vu de lexpérience de la chambre à pads. Expérimentations et résultats Conclusions sur la mesure du parcours 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

23 Expérimentations et résultats Implémentation des nouveaux aimants Objectifs: Étudier le comportement des aimants feuilletés soumis à une consigne rapide (<30s) Problèmes liés aux aimants de déviation: –Différentes causes de dérive en champ des aimants: -courants de Foucault induits dans le noyau -réchauffement du matériau dans le temps -dérive en température du circuit de refroidissement – Hystérésis 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003 Aimant massif Aimant feuilleté

24 Matériel: -alimentations en courant (JEMA) -aimant en acier massif -gaussmètre, sonde à effet Hall Résultats: -épaisseur de feuilletage de 1.5mm<2 à 1Hz -les fluctuations en courant engendrent des fluctuations en champ de même ordre de grandeur (10 -5 à ). Expérimentations et résultats Implémentation des nouveaux aimants 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

25 -Usage du feuilleté permet daméliorer la rapidité (moins de courants de foucault) et la reproductibilité: il pourra être utile dalimenter ces aimants avec des cycles particuliers pour les stabiliser ou minimiser les effets des hystérésis. -Lordre de grandeur des fluctuations instantanées en courant ou en champ est trop faible pour avoir une incidence sur les profils. - A priori, prépondérance des effets thermiques sur les dérives en champ des aimants. Expérimentations et résultats Conclusions sur l implémentation des nouveaux aimants 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

26 CONCLUSION Un contrôle de qualité du positionnement du faisceau doit être réalisé en un temps très rapide pour l alternance rapide: de nouveaux détecteurs sont développés par le CPO et différents partenaires (IPN, GANIL, INFN, GSI). Assurance qualité pendant le traitement : une boucle de rétroaction active sur certains éléments est envisageable. 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003

27 Remerciements Samuel Meyroneinc Catherine Nauraye Régis Ferrand Frédéric Martin Le personnel du CPO, de l IPNO 9èmes Journées Jeunes Chercheurs 30Nov-5Déc 2003


Télécharger ppt "Diagnostic et contrôle dun faisceau en protonthérapie, en vue dune alternance rapide entre salles CENTRE DE PROTONTHERAPIE D'ORSAY Ludovic De Marzi 9èmes."

Présentations similaires


Annonces Google