1.4.4.1. Kerma
La quantité dénommée (Kerma)
« Kinetic Energy Released in Matter », traduit le premier acte du
transfert d'énergie, à savoir la mise en mouvement par collision
des particules secondaires. Le Kerma est le quotient :
dE
·
K = cm (5)
dm
Où Ecin
représente la somme des énergies cinétiques initiales de
toutes les particules chargées mise en mouvement par les rayonnements
dans le volume de référence de masse dm.
Le Kerma s'exprime en J kg-1. Son
unité dans le SI « Système Internationale » est le Gray
(Gy) [2].
Le débit de Kerma se exprime par :
K
· d
K = dt (6)
Il s'exprime en Gy s-1.
1.4.4.2. Exposition
Cette quantité est définie dans les
recommandations de (ICRU) « International Commission on Radiation Units
and measurments », comme le quotient de la charge par la masse
:
~'
& ~ (7)
~#
dQ : charge électrique des ions de même
signe produit dans l'air ; dm : masse de l'air.
L'exposition s'exprime en Roentgen (R), qui correspond
à la création de 2,58 10-4 Coulombs (C) dans 1Kg
d'air.
Le débit d'exposition est défini comme
:
dx
x = (8)
~%
Il s'exprime en R s-1 ou en C kg-1
s-1. 1.4.5. Dépôt d'énergie [13]
La déposition d'énergie des
rayonnements ionisants dans matière est un processus stochastique, donc
la valeur de ces quantités ne sont pas uniques mais elles suivent une
distribution de probabilité.
1.4.5.1. Energie déposée
L'énergie résultante d'une particule qui a
subit une seule interaction avec la matière est appelé
énergie déposée, elle est définie :
Ei = Ein - Eout + Q
(9)
Ein : l'énergie de la particule avant
l'interaction ; Eout : lénergie de particules
après l'interaction ;
Q : le changement qui se produit dans les
énergies du noyau et de toutes les particules impliquées dans
l'interaction.
L'énergie déposée est s'exprime en
Joule (J).
1.4.5.2. Dose absorbée
La dose absorbée représente la
quantité d'énergie absorbée, par unité de
matière :
~~-./
Dabs ~ (10)
dm
Le Kerma et la dose absorbée s'expriment avec
la même unité (Gy). Cependant ce n'est que lorsque
l'équilibre électronique est atteint dans le milieu que les
quantités Kerma et dose absorbée sont égales.
Par ailleurs, on appelle le débit de dose
absorbée, la quantité exprimée par la formule suivante
:
dDabs
)~ ~ (11)
~%
Elle s'exprime en Gy s-1.
1.4.6. Calcul du débit de dose dans l'eau
[24]
Les formules suivantes montrent comment calculer le
débit de dose dans l'eau
(1~water) dans un point (P), qui
est déduit du débit de kerma de référence dans
l'air
(~~ ref).
Le point (P) est entouré d'eau à distance
(d) d'une source ponctuelle.
Source ponctuelle
air air
distance d
P
Le débit de kerma au point (P) dans l'air, est
défini comme:
6~air(ctjr) = 'ref= d2
~ (12)
eau
P
air
distance d
Source ponctuelle
Pour le débit de kerma dans le point (P) dans un
petit volume d'eau, entouré d'air :
234
623489:;< ~
6789:;<= ?@AB C D7 (13)
Tel que :
r
gr water P
J
air est le ratio des coefficients du transfert de
l'énergie de masse moyens dans l'eau en
rapport de l'air. Ce ratio est presque
indépendant des énergies Gamma (y) et des rayons
(X) émissent par les radionucléides utilisés en
curiethérapie, sauf pour Iode125 et Paladium-103.
Sous conditions d'équilibre électroniques
:
bwater(air) = kwater(air). (1 -- g)
(14)
g : représente la fraction de l'énergie
des particules chargées (électrons) perdue comme des rayonnement
de "bremsstrahlung". Pour la curiethérapie, g peut être
négligé de manière à ce que :
AT
=
P
Pen (15)
P
D'ou, le débit de dose dans l'air est égal
au débit de kerma de référence :
234
123489:;< ~
645= ?@A~M = ~ d2 (16)
P air
Si le petit volume d'eau qui entoure le point (P) et
la source sont entourées d'eau (ou de tissu), il faut prend en
considération l'atténuation (absorption et dispersion) dans
l'eau.
eau
eau
distance d
P
Source ponctuelle
Un facteur de correction de l'atténuation
(p(d) est introduit, par conséquent.
D~water(water) =
D~water(air)
· T(d)
(17)
En résumé :
D~water(water) = kref
·
kref : débit de kerma de référence
;
|
pen water 1
· (p(d)
(18)
L p 1 air d2
|
|
Erteniwater
: ratio des coefficients d'absorption d'énergie
massique dans l'eau en
1 p -I air
rapport à l'air, pour le Cs-137 ce rapport est
égal à 1,112 ;
d12
: facteur géométrique (loi de l'inverse
carré) ;
(p(d) : transmission effective à travers
l'eau.
Cependant, la source a en réalité une
forme linéaire non pas ponctuelle, pour cette raison, il existe un
formalisme (TG-43) « TASK-GROUP N°43 » pour le calcul du
débit de dose de cette source.
Chapitre 2 : Assurance de qualité en
curiethérapie 2.1. Introduction
La curiethérapie consiste en l'implantation de
sources radioactives scellées. La diversité de la nature des
radioéléments employés, de leur énergie et de leur
activité, impose des règles d'implantation et d'utilisation
très strictes. Ces règles incluent une vérification des
caractéristiques physiques des sources radioactives, une assurance de
qualité des projecteurs de source et des systèmes informatiques
de planification et l'utilisation de systèmes dosimétriques
fiables et reproductibles.
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