Objectifs

Le présent projet de recherche vise à proposer des solutions aux différents problèmes et besoins énoncés à la section précédente. Cela devrait avoir comme but ultime

de permettre la dosimétrie in vivo en temps réel en curiethérapie à haut débit ainsi que l’ouverture vers de nouvelles applications en dosimétrie par fibre en général.

La présente thèse est composée de multiples articles scientifiques qui sont le résultat des travaux effectués au cours du présent projet de doctorat et qui ont été soumis, acceptés et/ou publiés par des revues spécialisées. La table 1.4 résume les informations relatives à chaque publication ainsi que le chapitre de cette thèse où il est possible de les retrouver.

Titre Revue État

Chapitre 2

Technical note: Removing the stem effect when performing Ir-192 HDR brachytherapy in vivo dosimetry using plastic scintillation detectors: a relevant and necessary step

Medical Physics, Vol.38 No.4: 2176- 2179, April 2011

Publié et cité 4 fois selon ISI et 8 fois selon Google Scholar. Chapitre

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A phantom study of an in vivo dosimetry system using plastic scintillation detectors for real-time verification of 192Ir HDR brachytherapy Medical Physics, Vol.38 No.5: 2542- 2551, May 2011 Publié et cité 3 fois selon ISI et 6 fois selon Google Scholar.

Chapitre 4

Development of a novel multi-point plastic scintillation detector with a single optical transmission line for radiation dose measurement

Physics in Medicine and Biology, 57, 7147-7160, 2012

Publié et cité 0 fois selon ISI et 1 fois selon Google Scholar.

Chapitre 5

On the nature of the light produced within optical light guides in scintillation fiber-optic dosimetry

Physics in Medicine and Biology Soumis pour publication. Chapitre 6

On the use of a single-fiber multi- point plastic scintillation detector for Ir-192 high-dose-rate brachytherapy

Medical Physics Soumis pour publication.

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Comme son nom l’indique, le chapitre 2 : Technical note : Removing the stem effect when performing Ir-192 HDR brachytherapy in vivo dosimetry using plastic scintillation detectors: a relevant and necessary step porte sur la nécessité d’implémenter une technique de soustraction de l’effet de tige afin d’effectuer avec justesse de la dosimétrie par scintillateurs plastiques en curiethérapie à haut débit de dose. Des mesures de dose y sont analysées pour une grande variété de positions source-détecteur cliniquement significatives et l'efficacité de différentes approches pour gérer l’effet de tige a été étudiée. Le détecteur développé pour cette étude permettant l’implémentation de l’approche polychromatique de soustraction de l’effet de tige, il a ensuite été utilisé afin de démontrer les capacités d’un tel détecteur pour effectuer des mesures de dose justes et précises lors d’un traitement typique de cancer de prostate à l’aide de la curiethérapie à haut débit. Cette étude, réalisée dans un fantôme d’eau, est détaillée au chapitre 3: A phantom study of an in vivo dosimetry system using plastic scintillation detectors for real-time verification of 192_{Ir HDR brachytherapy}

et a permis de démontrer l’utilité d’un détecteur à scintillateurs plastiques afin d’effectuer la vérification in vivo d’un traitement en temps réel. Tel que mentionné précédemment, peu importe la modalité d’irradiation utilisée, chacun des points de mesure en dosimétrie par scintillation nécessitait l’utilisation d’une fibre optique collectrice. Étant donné les multiples avantages associés à un détecteur à scintillation qui serait composé de plusieurs points de mesure, mais un seul et unique guide optique collecteur, l’emphase a été mise sur le développement d’une approche permettant la mise en place d’un tel détecteur. Une demande de brevet a d’ailleurs été effectuée pour cette invention (F. Therriault-Proulx, L. Archambault, L. Beaulieu et S. Beddar, US61/489,639, PCT/CA2012/000490: Method and apparatus for optically encoded position multiple-point scintillation detector using a single collecting light guide., demande de brevet soumise en mai 2011). Le développement théorique de cette approche est détaillé par Archambault et al. dans un article scientifique auquel j’ai contribué activement, y étant le deuxième auteur.85 _{La preuve de faisabilité} expérimentale de cette approche est présentée au chapitre 4: Development of a novel multi- point plastic scintillation detector with a single optical transmission line for radiation dose measurement. Dans cette étude, des détecteurs à 2 et 3 points munis d’une seule fibre optique collectrice ont été développés et exposés à diverses conditions d’irradiation en

radiothérapie externe. La technique expérimentale développée permettant d’étudier la nature et la contribution de divers signaux optiques sur le signal total à la sortie de la fibre optique, il a ensuite été décidé d’étudier la composition de l’effet de tige pour une multitude de modalités d’irradiation (accélérateurs linéaires en photons et électrons, irradiateur externe au cobalt-60, curiethérapie à haut débit à l’Ir-192 et appareil de traitement de surface en photons de basse énergie). La contribution de la fluorescence sur le signal total et l’effet de celle-ci sur la justesse des calculs dosimétriques sont présentés au chapitre 5: On the nature of the light produced within optical light guides in scintillation fiber-optic dosimetry. Le chapitre 6: On the use of a single-fiber multi-point plastic scintillation detector for Ir-192 high-dose-rate brachytherapy présente la caractérisation de la performance d’un détecteur à 3 points de mesure pour la dosimétrie in vivo en curiethérapie à haut débit. L’impact des diverses sources d’incertitudes existant en curiethérapie à haut débit y est étudié pour le détecteur multi-points ainsi que pour les détecteurs à point de mesure unique. Une étude sur l’utilisation des détecteurs multi-points pour effectuer la détection de la position de la source radioactive y est aussi présentée. Finalement, le chapitre 7: Conclusion effectue un retour sur les divers problèmes adressés au cours de ce projet de recherche et les solutions qui ont été suggérées et implémentées.