CURIETHÉRAPIE À BAS DÉBIT DE DOSE AVEC LES SOURCES D’IODE 125 (I 125 ) Ces résultats montrent une bonne concordance entre GATE et MC PTRAN pour la source

BMI 2301, et aussi entre GATE et MCPT pour la source Symmetra. Les variations relatives ob-servées entre nos calculs et les autres études pour la fonction de dose radiale g(r) sont de l’ordre de 2% pour la source 2301 de BMI, et de 1% pour la source Symmetra de UroMed/Bebig. Par rapport aux mesures TLD, elles sont respectivement de 9% et de 3%. Pour la source 6711 les variations relatives sont importantes : 14% entre GATE et TG-43 , 14.5% entre GATE et EGS4. Nous reviendrons sur ce désaccord au paragraphe 3.2.5.3.

Concernant la fonction d’anisotropie F(r, θ), les résultats sont meilleurs pour la source 6711 avec des écarts relatifs moyens inférieures à 1%. Pour les sources 2301 et Symmetra, ces écarts sont plus importants mais restent inférieures à 3% et 2% respectivement.

Les figures (3.38, 3.40 et 3.42) représentent une comparaison de la fonction d’anisotropie à 2 cm (distance de référence) de la source, entre GATE/GEANT4 (geant4.8.0) et les autres calculs Monte-Carlo, respectivement pour les modèles 2301 de BMI, Symmetra de UroMed/Bebig et 6711 d’Amersham.

Les figures (3.39, 3.41 et 3.43) représentent les mêmes comparaisons à 7 cm de la source pour les modèles 2301 de BMI et Symmetra de UroMed/Bebig ; et à 5 cm de la source pour le modèle 6711 d’Amersham.

Fig.3.38:Fonction d’anisotropie F(r, θ) à 20 mm pour le modèle 2301 de "Best Medical International" : Comparaison entre GATE(geant4.8.0) et PTRAN(Sowards et al., 2002)

CHAPITRE 3. SIMULATIONS GATE POUR LA DOSIMÉTRIE : RÉSULTATS

Fig.3.39:Fonction d’anisotropie F(r, θ) à 70 mm pour le modèle 2301 de "Best Medical International" : Comparaison entre GATE(geant4.8.0) et PTRAN(Sowards et al., 2002)

Fig. 3.40: Fonction d’anisotropie F(r, θ) à 20 mm pour le modèle Symmetra de "UroMed/bebig" : Comparaison entre GATE(geant4.8.0) et PTRAN(Hedtjarn et al., 2000)

3.2. CURIETHÉRAPIE À BAS DÉBIT DE DOSE AVEC LES SOURCES D’IODE 125 (I125)

Fig. 3.41: Fonction d’anisotropie F(r, θ) à 70 mm pour le modèle Symmetra de "uroMed/Bebig" : Comparaison entre GATE(geant4.8.0) et PTRAN(Sowards et al., 2002)

Fig.3.42:Fonction d’anisotropie F(r, θ) à 20 mm pour le modèle 6711 de "Amersham" : Comparaison entre GATE(geant4.8.0), EGS4(Williamson et al., 1991) et le consensus TG-43

CHAPITRE 3. SIMULATIONS GATE POUR LA DOSIMÉTRIE : RÉSULTATS

Fig.3.43:Fonction d’anisotropie F(r, θ) à 50 mm pour le modèle 6711 de "Amersham" : Comparaison entre GATE(geant4.8.0), EGS4(Williamson et al., 1991) et le consensus TG-43

3.2.5.2 Constante de débit de dose (Λ)

Le TG-43 définit la constante de débit de dose : Λ(en cGyh−1U−1 ou cm−2) comme étant égale au débit de dose dans l’eau à 1 cm sur l’axe de la source (θ0=Π/2) pour une unité d’energie cinétique déposée par unité de masse (KERMA6). Son expression est donnée par les équations (3.6 et 3.5) énumérées dans le formalisme de calcul de dose du TG-43. Les volumes utilisés pour le calcul de la dose déposée dans la couronne sont identiques à ceux utilisés pour déterminer la fonction de dose radiale g(r) (voir les relations 3.13, 3.14 et 3.15). D’après les recommandations du NIST, Le calcul du kerma dans l’air (sec) est effectué à la distance de référence r0 = 5 cm de la source avec ∆z et ∆r égaux à 0.8 cm. L’expression du débit de dose Λ est donc :

Λ = Deau^˙ (r₀ = 1cm, π/2) ˙

Dair(r₀ = 5cm, π/2)52 (3.21)

Pour les calculs de kerma dans l’air, les fluctuations statistiques peuvent être tres importantes a cause du fait que les interactions EM dans l’air sont peu nombreuses. Pour estimer l’influence du nombre d’événements simulés dans l’air sur le kerma, nous avons évalué la variation du débit du kerma dans l’air en fonction de l’activité d’une source d’I125 (voir figure 3.44).

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3.2. CURIETHÉRAPIE À BAS DÉBIT DE DOSE AVEC LES SOURCES D’IODE 125 (I125)

Fig. 3.44: Variation du débit du kerma dans l’air en fonction du nombre d’événements simulés avec GATE/GEANT4

Pour effectuer nos calculs de constante de débit de dose et de kerma dans l’air, nous avons simulé 3.108 particules dans le cas des trois sources. En tenant compte des incertitudes liées aux sections efficaces utilisées dans la physique de GEANT4 (5%) et aux incertitudes statistiques (≈ 2% pour les trois sources) dans le calcul de la constante de débit de dose, nous avons :

σGAT E (Λ) = 5.4% pour les trois modèles étudiés.

Les valeurs de la constante Λ calculées avec GATE (pour différentes versions de Geant4) sont comparées aux études Monte-Carlo PTRAN et MCPT et aux valeurs de consensus recommandées par le TG-43. Ces valeurs, pour les trois modèles de sources sont présentées dans le tableau (3.9).

Tab. 3.9:Comparaison des valeurs de constantes de débit de dose pour les trois modèles de source I125

Les valeurs de consensus données dans ce tableau resultent des études Monte-Carlo et expé-rimentales dont les résultats sont :

CHAPITRE 3. SIMULATIONS GATE POUR LA DOSIMÉTRIE : RÉSULTATS

a

EXPΛ = 1.025 cGy.h−1.U−1[Nath et Yue, 2002 ; Meigooni et al., 2000] ;M CΛ = 1.01 cGy.h−1.U−1[Sowards et al., 2002]

b

EXPΛ = 1.033 cGy.h−1.U−1[Patel et al., 2001] ;M CΛ = 0.991 cGy.h−1.U−1[Hedjärn et al. 2000]

c

EXPΛ = 0.980 cGy.h−1.U−1 [Chiu-Tsao et al. 1995, ; Nath et al. 1990, Weaver et al., 1989] ;M CΛ = 0.950 cGy.h−1.U−1[Williamson, 1991]

Pour mieux estimer les différences entre GATE et les autres valeurs, nous présentons dans le tableau (3.10) l’ensemble des écarts relevés dans nos différentes comparaisons.

Tab. 3.10:Variations relatives entres les diférentes comparaisons pour les trois modèles de source I125

3.2.5.3 Discussion générale

Les Calculs Monte-Carlo avec GATE sur l’estimation des dépôts de dose impliquant les sources d’iodes 125 sont en bon accord avec les codes MC PTRAN, MCPT et EGS4. Pour les sources 2301 et Symmetra les écarts relatifs obtenus varient entre 1% et 2% pour les fonctions de dose radiale et de 1 à 3% pour les fonctions d’anisotropie. Concernant les calculs de la constante de débit de dose, les résultats sont en bon accord avec les calculs MC de référence ainsi que les valeurs de consensus du TG-43. Les écarts observés pour le modèle 2301 varient de 0.2 à 1.8% entre les différentes versions de GATE et les valeurs de consensus du TG-43 et de 0.5 à 1% par rapport à MC PTRAN. Pour le modèle Symmetra, ils varient de 0 à 4% pour les valeurs de consensus et de 0 à 3.8% pour les valeurs calculées avec MCPT. Pour la source 6711, les écarts sont aussi satisfaisants avec une variation de 1 à 3.4% pour les valeurs de consensus et de 0.4 à 2% pour le code MC PTRAN.

Cependant, les calculs de la fonction de dose radiale pour le modèle 6711 ont montrés des écarts importants entre GATE, les valeurs de consensus de TG-43 (14%) et le code EGS4 (14.5%). Nous pouvons confirmer que la physique utilisée par GEANT4/GATE n’est pas en cause, car les écarts obtenus pour les deux autres modèles sont bien acceptables. Nous avons donc étudié l’impact d’autres paramètres de simulation. Premièrement, pour être sûr que ces variations ne

3.2. CURIETHÉRAPIE À BAS DÉBIT DE DOSE AVEC LES SOURCES D’IODE 125 (I125)