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5 juillet 2013 | Curiethérapie : comment étalonner les sources d’iode 125

Une nouvelle méthode, réalisée par le Laboratoire National Henri Becquerel du CEA LIST, permet de mesurer plus précisément les doses délivrées aux patients lors d’un traitement contre le cancer par curiethérapie.

L’implantation de sources radioactives (comme l’iode 125) au plus près de la tumeur est l’une des techniques les plus utilisées actuellement pour traiter les cancers ophtalmiques et de la prostate. L'efficacité du traitement repose notamment sur la connaissance précise de la dose délivrée par chaque source dans le corps du patient. Pour mesurer la dose délivrée par ces sources, le Laboratoire National Henri Becquerel du CEA LIST a développé un instrument étalon spécifique, une chambre d’ionisation dite à parois d’air.

Mesurer les spectres de photons

Pour déduire de la mesure brute la dose absorbée dans l’eau définie dans conditions géométriques particulières, un certain nombre de facteurs de correction calculés doivent être appliqués ; il est donc nécessaire de connaître avec précision l’énergie des photons X et γ émis par la source. C’est particulièrement vrai pour les sources de photons de basse énergie, comme l’iode 125 (énergie maximale : 35 keV). Dans ce cas, de petites variations d’énergie entraînent de fortes variations des probabilités d’interaction des photons dans la matière. Enfin, le confinement des atomes d'iode radioactif dans le grain génère d’autres photons résultant de la fluorescence et de la diffusion.

Connaître la réponse du détecteur

Pour mesurer l’énergie des photons, le laboratoire utilise un détecteur à semi-conducteur au germanium hyper-pur (GeHP*). Pour tenir compte des phénomènes intervenant au sein du détecteur, qui déforment les spectres, les chercheurs ont développé une méthode de correction. Ils étudient la « réponse » du détecteur avec une source de photons de même énergie (de valeur parfaitement connue) ; l’opération étant répétée en faisant varier cette énergie sur une gamme couvrant le domaine d’utilisation du détecteur. Cette opération requiert l’utilisation de sources de rayonnement spécifiques : source SOLEX du LNHB entre 6 keV et 17 keV, ligne de lumière ID17 de l’ESRF entre 30 keV et 60 keV. A partir des données obtenues, des modèles mathématiques ont été élaborés, permettant d’obtenir par calcul les « spectres » d’énergie obtenus avec le détecteur GeHP.

Reconstruire le spectre réel des grains d’iode

Il est alors possible de faire correspondre à un spectre de photons - tel qu’émis par un grain d’iode 125 - le spectre tel qu’il serait « vu » par le détecteur GeHP. La comparaison des spectres « vus » par le détecteur, obtenus par reconstruction et par la mesure permet d’extraire les structures du spectre réellement émises par la source d’iode 125.

spectre
Spectre d’un grain d’iode 125 mesuré avec un détecteur GeHP et corrigé des artefacts liés à la détection