III.3 Pénétration d'un faisceau de
photons dans un fantôme ou un patient :
Un faisceau propageant dans l'air ou le vide, est
gouverné par la loi de l'inverse carré de la distance ; en plus
de cette dernière sa propagation dans un fantôme ou patient est
affectée par l'atténuation et la diffusion. Ces trois effets
rendent la déposition et le calcul de la dose, en un processus
compliqué [1].
La distribution de la dose sur l'axe centrale , pour un faisceau
de photon de mégavoltage pénétrant, dans un patient, est
représentée dans la figure suivante :
Figure 3.4: pénétration d'un faisceau
de photon dans un fantôme.
III.3.1 La dose à la surface :
Pour les faisceaux de megavoltage, la dose à la surface
est généralement très faible par rapport à la dose
maximale. Elle dépend de l'énergie et la taille du champ (elle
augmente avec la taille de champ et diminue avec l'énergie). Elle
atteint 30% de la dose maximale pour un champ de 10x10 cm2pour le
cobalt-60, 15% pour les faisceaux de rayons X de 6 MV et 10% pour les faisceaux
de 18 MV.
Les rayonnements de haute énergie (mégavoltage)
représentent un avantage important pour le traitement des tumeurs
profondes, grâce à son faible dépôt de la dose
à la surface ; en revanche, les rayonnements de faible énergie
(Orthovoltage) sont utilisés pour le traitement des tumeurs
superficielles.
III.3.2 La région de build up :
La région entre la profondeur z = 0 et la profondeur z
= zmax est considéré comme la région de build-up qui
résulte d'une gamme relativement longue de particules secondaires
chargées et énergétiques (électrons et positons)
qui sont libérés dans le patient, par les interactions des
photons (effet photoélectrique, effet Compton, la production de paires)
et déposant par la suite leurs énergies cinétiques.
Dans la région immédiatement en dessous de la
surface du patient, la condition de l'équilibre électronique
n'existe pas et la dose absorbée est très faible que le kerma de
collision. Cependant, lorsque la profondeur z augmente, l'équilibre
électronique est atteint à
z = zmax, et, où la dose devient comparable avec le kerma
de collision.
Au-delà de zmax la dose et le kerma de
collision, diminuent à cause de l'atténuation des photons, dans
le patient.
III.3.3 La profondeur de la dose maximale:
La profondeur de la dose maximale zmax au dessous
de la surface du patient dépend de l'énergie du faisceau et la
taille de champ. La dépendance de l'énergie étant l'effet
principal, la dépendance de la taille de champ est ignorée, parce
qu'elle représente un effet mineur.
Les valeurs nominales pour zmax égale
à zéro pour les rayons X de faible énergie (orthovoltage),
0.5 cm pour le cobalt-60, 1.5cm pour les faisceaux de 6 MV, et 3cm pour les
faisceaux de 18 MV.
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