Water calorimetry-based radiation dosimetry in iridium-192 brachytherapy and proton therapy

L'objectif premier de ce travail est de déveloper un standard de référence pour des sources à haut taux d'irradiation Ir-192 utilisées en curiethérapie ainsi qu'un autre standard pour un protocole calorimétrique d'irradiation par balayage focalisé avec proton de l'eau inerte à 4 °C. Les mesures ont été effectuées à partir d'un calorimètre concu et réalisé ici à McGill et d'un autre contenant calorimétrique à plaques parallèles. En curiethérapie calorimetrique Ir-192, un support additionel à ressort pour un catheter a été utilisé permettant l'introduction des sources dans l'eau du calorimètre. Les résultats dosimétriques obtenus par faisceaux d'irradiation à haute énergie de protons dans le calorimètre de McGill, ont été validé par rapport aux standard primaires du NRC du Canada. Le logiciel « COMSOL MULTIPHYSICS » a permi de résoudre les équations numériques de tranfert de chaleur afin de modéliser géométriquement notre montage experimental. En se référant aux standards calorimétriques de l'eau, nous avons mesuré un taux de dose absolu à l'eau de 361±7 μGy/(h U) à 55 mm de l'interface de la source et au détecteur. L'incertitude de 1.9% des résultats calorimétriques mesurés Dw sont en contradiction avec l'actuel protocole recommendé par l'AAPM TG-43 qui propose au mieux une mesure d'incertitude de 2.5% avec k=1 basé sur une mesure de transfert d'énergie rayonnante par unité de volume de matière désigné par « air-kerma strength . » En thérapie d'irradiation par protons et en relation avec les propiétés calorimétriques de l'eau, nous avons obtenu une mesure d'incertitude de dose de 0.4% et 0.6% respectivement pour un faisceau de protons dispersé d'une part et d'un faisceau balayé d'autre part. Ceci représente une amélioration significative par rapport à la valeur d'incertitude exprimée de 2.5% du protocole presentement recommendé IAEA TRS-398 pour k=1 de l'indice Dw. Les résultats absolus de mesures calorimétriques de l'indice Dw sont indirectement en accord avec l'incertitude proposé par protocole TRS-398 et meilleurs de 0.34% et 0.42% respectivement pour un faisceau de protons dispersé d'une part et faisceau balayé d'autre part.

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