Influence sur la mesure de FOC en mini-faisceaux

La dose absorb´ee dans le volume sensible du diamant est calcul´ee par simulations MC pour diff´erentes dimensions lat´erales (de 1×1 mm² `a 4×4 mm<sup>2</sup>) et diff´erentes ´epaisseurs de diamant (de 150 µm `a 550 µm). Une ´epaisseur minimale de 150 µm est choisie pour avoir un rapport signal sur bruit suffisant.

Ces calculs MC sont r´ealis´es pour chaque PSF d´ecrit au d´ebut de ce chapitre, dans le but de d´eterminer les FOC en prenant le champ de 10 × 10 cm² comme champ de r´ef´erence. Pour cette ´etude, le centre du volume sensible est plac´e `a 5 cm de profondeur dans une cuve `a eau et `a 100 cm de la source. Les ´electrodes d´elimitant le volume sensible sont circulaires avec un diam`etre de 1 mm pour les diamants de dimensions sup´erieures ou ´egales `a 2 × 2 mm². Cette g´eom´etrie correspond aux premiers prototypes SCDDo.

En revanche, pour les diamants pr´esentant des dimensions lat´erales de 1 × 1 mm², les

´electrodes sont mod´elis´ees avec une g´eom´etrie carr´ee de 1 mm de cˆot´e. Ceci permet de garder pour les mesures un petit volume de d´etection, qui est dans ce cas ´egal au volume du diamant. Cette g´eom´etrie d’´electrodes est ´egalement choisie car pour les mesures, le proc´ed´e de d´epˆot d’´electrodes sur toute la surface du diamant est plus simple ; il ne n´ecessite plus d’´etape de photolithographie plus coˆuteuse en temps.

La Figure V.8 et le Tableau V.6 p´esentent les r´esultats des FOC calcul´es pour ces diff´erentes g´eom´etries de diamant, en comparaison du FOC calcul´e dans un voxel d’eau de 1 × 1 × 0,15 mm³. Pour les tailles de champs sup´erieures ou ´egales `a 2 × 2 cm², le FOC calcul´e dans le diamant est en accord avec celui calcul´e dans l’eau, quelles que soient

les dimensions du diamant. En revanche, pour le plus petit champ de 0,5 × 0,5 cm², le FOC calcul´e dans le diamant est en accord avec celui calcul´e dans l’eau seulement pour les diamants de dimensions lat´erales 1 × 1 mm² et d’´epaisseur inf´erieure `a 300 µm. Plus l’´epaisseur et les dimensions lat´erales du diamant augmentent, plus le FOC calcul´e dans le diamant est surestim´e pour le champ de 0,5×0,5 cm² avec un ´ecart maximal de 10,9 % pour le diamant de 4 × 4 ×0,55 mm³.

0 20 40 60 80 100

-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14

4 x 4 x 0,55 mm³ 3 x 3 x 0,5 mm³ 2 x 2 x 0,5 mm³ 1 x 1 x 0,5 mm³ 1 x 1 x 0,4 mm³ 1 x 1 x 0,3 mm³ 1 x 1 x 0,2 mm³ 1 x 1 x 0,15 mm³

(F O C

/F O C

-1 ) x 10 0

Côté du champ carré (mm)

Figure V.8 – FOC calcul´es par simulations MC pour diff´erentes g´eom´etries de diamant. Le volume sensible dans lequel est calcul´ee la dose est d´elimit´e par des ´electrodes circulaires de 1 mm de diam`etre pour les diamants avec des dimensions lat´erales sup´erieures ou ´egales `a 2 × 2 mm², et des ´electrodes carr´ees de 1 ×1 mm²pour les diamants de dimensions lat´erales 1 ×1 mm².

V.2 Etude des dimensions du diamant

Tableau V.6 –FOC calcul´es par simulations MC dans le volume sensible du diamant, pour diff´erentes g´eom´etries de diamant, en comparaison des FOC calcul´es dans un voxel d’eau de 1×1 ×0,15 mm³.

Ces r´esultats de simulations sont ensuite v´erifi´es exp´erimentalement, avec les deux dosim`etres suivants :

– le dosim`etre SCDDo-L pr´esent´e dans le Chapitre 4 et r´ealis´e `a partir d’un diamant de 4,14 × 4,13 × 0,55 mm³ et des ´electrodes circulaires en aluminium de 1 mm de diam`etre et 100 nm d’´epaisseur ;

– un nouveau d´etecteur nomm´e SCDDo-K, mont´e avec un diamant de 1,08 × 1,06 × 0,16 mm³ sur lequel sont d´epos´ees des ´electrodes en aluminium de 100 nm d’´epaisseur et recouvrant totalement la surface du diamant.

Les mesures de FOC sont effectu´ees avec ces deux d´etecteurs sur l’acc´el´erateur Varian muni du mMLC de l’hˆopital de la Piti´e Salpˆetri`ere et sur le CyberKnife de Nancy. Pour ces mesures, le diamant est positionn´e verticalement dans le faisceau comme pour les simulations MC, avec son ´epaisseur orient´ee dans la direction xd´efinie dans le Chapitre 4.

Les conditions de mesures de FOC sur ces deux machines sont les mˆemes que celles d´ecrites dans le chapitre pr´ec´edent. Pour les mesures r´ealis´ees sur l’acc´el´erateur Varian, le d´etecteur est plac´e `a 5 cm de profondeur dans l’eau et `a DSP 100 cm. Le champ de r´ef´erence est le champ de 100 × 100 mm². Pour les mesures r´ealis´ees sur le CyberKnife, le d´etecteur est plac´e `a 1,5 cm de profondeur et `a DSP 78,5 cm. Le champ de r´ef´erence est celui de 60 mm de diam`etre. Le FOC est d´etermin´e `a partir de 5 mesures de charge par taille de champ.

La Figure V.9 pr´esente les FOC mesur´es avec ces deux dosim`etres diamant en com-paraison des FOC de r´ef´erence obtenus avec les µLiF. Ces r´esultats confirment le fait que, pour les tailles de champs inf´erieures `a 2 cm de cˆot´e ou de diam`etre, les FOC mesur´es avec un diamant de 4,14 × 4,13 ×0,55 mm<sup>3</sup>, pr´esentant des ´electrodes de 1 mm de diam`etre, sont fortement surestim´es par rapport aux µLiF. Cette surestimation est beaucoup plus faible pour le diamant de 1,08×1,06× 0,16 mm³, mais elle n’est pas nulle contrairement

`a ce qui ´etait annonc´e avec les r´esultats de simulations MC pr´ec´edents. Cependant, les simulations ont ´et´e r´ealis´ees en consid´erant uniquement la g´eom´etrie du diamant et aucun autre ´el´ement du dosim`etre. D’autres param`etres sont `a prendre en compte comme nous le verrons dans le paragraphe V.3.