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DISPOSITIF DE MESURE OPTIQUE PAR LUMIERE POLARISÉE DE DOSES D'IRRADIATION
ABSORBÉE PAR UN GEL DOSIMÉTRIQUE
Domaine technique
[01] La présente invention concerne un dispositif de mesure d'au moins une
dose
d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique, ainsi qu'un procédé de mise en
oeuvre du
dispositif de mesure pour mesurer la valeur d'une ou plusieurs doses absorbées
par le gel
dosimétrique.
État de la technique
[02] La radiothérapie permet de traiter de nombreuses pathologies chez un
patient
sans qu'il soit pour cela nécessaire de recourir à des opérations invasives.
La
radiothérapie offre donc une alternative aux techniques chirurgicales afin
d'éviter un
traumatisme postopératoire chez le patient.
[03] Pour cela, la radiothérapie traite les tissus tumoraux chez un patient
en les
exposant à des doses d'irradiation suffisantes de façon à les endommager de
façon
irréversible. L'efficacité de cette méthode nécessite donc une maîtrise
absolue de la zone
irradiée afin de ne pas endommager les tissus sains avoisinants. Afin de
s'assurer de cela,
il est connu l'utilisation de systèmes métrologiques qui vérifient la
balistique des
traitements.
[04] Ces systèmes métrologiques reproduisent le volume et la densité du
point de vue
radiologique par l'utilisation ou non d'éléments équivalents aux tissus d'une
zone que l'on
souhaite traiter chez un patient. Ces systèmes métrologiques sont réalisés à
base de gels
dosimétriques qui ont la particularité de changer de structure en fonction de
la dose
d'irradiation reçue. Après irradiation, le système métrologique est analysé
par une
technique d'imagerie par résonance magnétique (IRM) ou par une lecture optique
permettant d'obtenir des vues en deux ou en trois dimensions de l'intérieur du
gel. Ainsi,
les planifications de traitements sont validées par les systèmes métrologiques
de sorte à
s'assurer que les doses d'irradiation administrées irradient les volumes
cibles tout en
épargnant les volumes sains.
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[05] Toutefois, cette méthode d'analyse par IRM s'avère très coûteuse
compte tenu du
coût de fonctionnement de cette technique. Elle est par ailleurs difficilement
accessible
en raison du peu de machines disponibles. Cette technique d'analyse est
également
limitée pour évaluer l'influence de faibles doses d'irradiation sur la
structure d'un gel
dosimétrique en raison de sa faible sensibilité et sa faible réponse aux
faibles doses
d'irradiation. De plus, la sensibilité du système métrologique fluctue en
fonction de la
température ambiante. Les autres techniques de lectures optiques sont
également
soumises à des artéfacts et des temps de lecture très longs.
[06] La présente invention vise donc à proposer un dispositif ainsi qu'un
procédé de
mesure de doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique qui soient
plus précis,
plus rapides, moins coûteux à mettre en oeuvre, de grande disponibilité et
avec une
étendue de mesure couvrant d'une part les faibles doses (inférieures à 1 Gy)
mais
également les fortes doses administrées au volume cible, et ainsi de réaliser
la
cartographie dosimétrique de l'ensemble des doses administrées.
Description de l'invention
[07] L'invention propose un dispositif de mesure d'au moins une dose
d'irradiation
absorbée par un gel dosimétrique, comprenant une source de lumière émettant un
faisceau lumineux dont la longueur d'onde est modifiable dans le temps, un
support pour
le positionnement d'un gel dosimétrique dans le faisceau lumineux émis par la
source de
lumière et un détecteur optique du faisceau lumineux positionné de sorte que
son axe de
détection forme un angle de diffusion avec l'axe du faisceau lumineux au
niveau du
support.
[08] L'invention est remarquable en ce que le dispositif de mesure comprend
:
- un moyen de polarisation du faisceau lumineux selon au moins deux angles de
polarisation distincts, le moyen de polarisation étant positionné entre la
source de
lumière et le détecteur optique ; et
- une unité de mesure de la valeur de l'intensité du faisceau lumineux mesurée
par le détecteur optique ; et
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- une unité de calcul de la valeur d'un rapport d'intensités du faisceau
lumineux,
mesurées par le détecteur optique, pour deux angles de polarisation distincts
et
successifs du faisceau lumineux sélectionnés par le moyen de polarisation.
[09] Ainsi, le dispositif de mesure selon l'invention permet de calculer au
moins un
rapport de deux intensités lumineuses d'une même zone dans un gel
dosimétrique.
Chaque intensité lumineuse correspond à une polarisation spécifique effectuée
à un
moment distinct du faisceau lumineux détecté par le détecteur optique. Or, les
inventeurs ont constaté que la valeur de ce rapport dépend directement de la
structure
du gel dosimétrique, structure qui évolue en fonction de la dose d'irradiation
absorbée
par le gel. De ce fait, la mesure de ce rapport permet avantageusement
d'obtenir une
information sur la dose d'irradiation absorbée par le gel dosimétrique de
façon simple,
rapide et bien moins coûteuse par rapport à une technique d'analyse utilisant
une IRM.
De façon avantageuse, les mesures d'intensité du faisceau lumineux sont
réalisées pour
deux angles de polarisation distincts et à deux moments différents de façon à
garantir
une correspondance spatiale rigoureuse entre ces deux mesures.
[10] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la valeur de
l'angle de
diffusion est comprise entre 100 et 350 , de préférence entre 30 et 120 , de
préférence
entre 30 et 85 et/ou entre 95 et 120 . Autrement dit, le détecteur optique
est
positionné de sorte que son axe de détection forme un angle aigu, droit ou
obtus avec le
faisceau lumineux au niveau du support. Dans les plages de valeurs mentionnées
ci-
dessus, les inventeurs ont obtenu des informations plus précises sur les doses
d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique. En d'autres termes, le
principe de
l'invention est de mesurer un rapport d'intensités du faisceau lumineux
diffusé à travers
un gel dosimétrique, sous un ou plusieurs angles d'observation, pour deux
polarisations
différentes du faisceau lumineux incident ou deux polarisations différentes du
faisceau
collecté ou toute combinaison de ces deux situations.
[11] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'unité de calcul
est configurée
pour associer à au moins une valeur du rapport d'intensités calculé par
l'unité de calcul,
une valeur de dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique. Selon un
mode de
réalisation préféré, l'unité de calcul comprend une unité de mémoire dans
laquelle est
mémorisée une table de correspondance entre au moins une valeur d'un rapport
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d'intensité calculé par l'unité de mesure et une valeur de dose d'irradiation
absorbée par
un gel dosimétrique.
[12] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la source de
lumière comprend
un moyen de sélection d'au moins deux plages de longueurs d'onde distinctes et
observables par le détecteur optique. De préférence, le moyen de sélection
comprend un
ou plusieurs filtres optiques permettant ces sélections. Selon un mode de
réalisation
préféré, la source de lumière comprend au moins une source laser ou bien une
source
incohérente. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moyen de
polarisation
comprend un premier polariseur positionné entre la source de lumière et le
support, et
un second polariseur positionné entre le support et le détecteur optique.
[13] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moyen de
polarisation
comprend un premier polariseur et un second polariseur, tous deux positionnés
entre la
source de lumière et le support. Ce mode de réalisation favorise la détection
d'un signal
lumineux plus intense par le détecteur optique. Selon une variante de
réalisation, le
moyen de polarisation comprend un premier polariseur et un second polariseur,
tous
deux positionnés entre le support et le détecteur optique.
[14] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de
mesure
comprend un moyen diffusant positionné entre la source de lumière et le
support, de
manière à uniformiser la polarisation du faisceau lumineux émis par la source
de lumière.
De façon avantageuse, ce mode de réalisation permet d'uniformiser la
polarisation du
faisceau lumineux avant que celui-ci éclaire un gel dosimétrique placé sur le
support.
[15] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de
mesure
comprend des moyens de déplacement du support par rapport à l'axe de détection
du
détecteur, de préférence en préservant la valeur de l'angle de diffusion. Les
moyens de
déplacement du support sont de préférence adaptés pour déplacer un gel
dosimétrique
positionné sur le support, selon au moins deux directions différentes, de
préférence dans
un espace à trois dimensions. Éventuellement, les moyens de déplacement
peuvent être
configurés pour pivoter le support.
[16] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de
mesure
comprend des moyens de pivotement du détecteur optique par rapport au support,
de
manière à modifier la valeur de l'angle de diffusion.
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[17] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de
mesure
comprend deux miroirs en oscillations linéaires ou angulaires, à des
fréquences
supérieures à l'inverse du temps de mesure de l'unité de mesure, positionnés
sur le trajet
du faisceau lumineux entre la source de lumière et le détecteur optique. Cet
agencement
5 particulier de l'invention permet avantageusement de limiter la formation
de tavelures ou
chatoiements au niveau de l'unité de mesure, également connu sous le nom
anglais de
speckle .
[18] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de
mesure
comprend sur le trajet du faisceau lumineux entre la source de lumière et le
détecteur
optique, un miroir oscillant pour générer une nappe de lumière dans un gel
dosimétrique
présent sur le support. Ce mode de réalisation permet avantageusement
d'effectuer plus
rapidement des mesures dans différentes zones du gel dosimétrique.
Éventuellement, le
dispositif de mesure peut comporter plusieurs unités de mesure réparties
autour du
support, de sorte à réaliser simultanément des mesures dans différentes zones
du gel
dosimétrique.
[19] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de
réalisation
mentionnées ci-dessus peuvent être associées les unes avec les autres selon
diverses
combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives
les unes
des autres.
[20] L'invention porte également sur un procédé de mesure d'au moins une
dose
d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique à l'aide d'un dispositif de
mesure décrit ci-
dessus, mettant en oeuvre les étapes suivantes :
- positionnement d'un gel dosimétrique sur le support de sorte que le faisceau
lumineux émis par la source de lumière éclaire le gel dosimétrique à une
première longueur d'onde ;
- orientation du détecteur optique de sorte que son axe de détection traverse
le
gel et forme un angle de diffusion avec le faisceau lumineux ;
- détermination par l'unité de mesure de l'intensité lumineuse observée par le
détecteur optique ;
- modification de l'angle de polarisation du faisceau lumineux à l'aide du
moyen
de polarisation et/ou modification de la longueur d'onde du faisceau lumineux
;
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-
nouvelle détermination par l'unité de mesure de l'intensité lumineuse observée
par le détecteur optique ;
- estimation par l'unité de calcul de la valeur d'un rapport entre les deux
intensités mesurées par le détecteur optique ;
-
identification dans une table de correspondance par l'unité de calcul d'une
dose
d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique à partir de la valeur du
rapport
d'intensité estimé par l'unité de calcul.
[21] De façon avantageuse, l'invention propose une méthode de mesure
directe d'une
dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique, dans le sens où aucune
reconstruction de champ de doses n'est nécessaire. En effet, contrairement aux
méthodes de mesure indirectes de l'absorption d'une dose d'irradiation, basée
sur une
mesure de l'absorption de l'intensité lumineuse d'un faisceau traversant un
gel
dosimétrique, il n'est pas nécessaire d'effectuer une série de lignes de
mesure dans tout
le volume du gel, dont les résultats intègrent l'absorption de doses sur toute
la trajectoire
du faisceau lumineux et imposent donc une reconstruction complexe pour estimer
une
valeur locale d'irradiation.
[22] Selon une variante du procédé de mesure, les étapes suivantes sont
mises en
oeuvre
a) positionnement d'un gel dosimétrique sur le support de sorte que le
faisceau
lumineux émis par la source de lumière éclaire le gel dosimétrique à une
première longueur d'onde ;
b) orientation du détecteur optique de sorte que son axe de détection traverse
le
gel dosimétrique et forme un angle de diffusion avec le faisceau lumineux ;
c) détermination par l'unité de mesure de l'intensité lumineuse observée par
le
détecteur optique ;
d) modification de l'angle de polarisation du faisceau lumineux à l'aide du
moyen
de polarisation ;
e) nouvelle détermination par l'unité de mesure de l'intensité lumineuse
observée par le détecteur optique;
f) estimation par l'unité de calcul de la valeur d'un rapport entre les deux
intensités mesurées, appelé taux de polarisation ;
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g) modification de la valeur de la longueur d'onde du faisceau lumineux émis
par
la source de lumière et/ou modification de l'angle de diffusion ;
h) reproduction des étapes c) à g) plusieurs fois de suite afin d'obtenir des
taux
de polarisation pour des couples de valeurs de longueur d'onde et d'angle de
diffusion différents ;
i) modélisation par l'unité de calcul d'un taux de polarisation théorique en
fonction de la taille des structures diffusantes présentes dans le gel
dosimétrique;
j) identification par l'unité de calcul d'une taille de structures diffusantes
présente dans chaque modélisation des taux de polarisation théorique ;
k) identification dans une table de correspondance par l'unité de calcul d'une
dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique à partir de la valeur du
rapport d'intensité estimé par l'unité de calcul.
[23] Avantageusement, l'invention propose une méthode de mesure directe qui
n'est
pas basée sur un phénomène d'absorption du faisceau lumineux par le gel
dosimétrique.
De ce fait, les mesures obtenues par l'invention n'exploitent pas la variation
de
l'absorption en fonction de la longueur d'onde du faisceau lumineux émis par
la source
de lumière.
[24] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les étapes
précédentes sont
réitérées pour un gel dosimétrique irradié à des doses différentes et connues,
afin
d'établir une table de correspondance. Autrement dit, la présente invention
porte
également sur un procédé de calibration ou d'établissement d'une table de
correspondance pour un type de gel dosimétrique soumis à différentes doses
d'irradiation connues.
[25] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'angle de
diffusion du
détecteur est modifié en fonction de la plage de longueurs d'onde du faisceau
lumineux
sélectionnée par un moyen de sélection.
[26] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le support est
déplacé entre
chaque série de mesure de manière à obtenir les doses d'irradiation absorbées
par le gel
dosimétrique dans un plan en deux dimensions, de préférence dans un volume en
trois
dimensions.
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Description des figures
[27] L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après,
qui se rapporte à
des modes de réalisations préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs,
et illustrés
par les figures suivantes :
¨ la figure 1 représente une vue de dessus d'un dispositif de mesure selon
l'invention ;
¨ la figure 2 illustre une courbe de correspondance, associant à
différentes valeurs
de rapport R, des doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique de
type
polymère.
Description de modes de réalisation détaillés de l'invention
[28] Pour rappel, l'invention propose un dispositif ainsi qu'un procédé de
mesure de
doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique qui soient plus précis,
plus rapides
et moins coûteux à mettre en oeuvre.
[29] La figure 1 illustre un exemple de réalisation d'un dispositif de
mesure 2 selon
l'invention, de doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique 4. Pour
cela, le
dispositif de mesure comprend une source de lumière 6 émettant un faisceau
lumineux 8
le long d'un axe optique 9 en direction d'un support 10. Selon le présent
exemple, la
source de lumière est de type lumière blanche (par exemple une source xénon)
qui
couplée avec des filtres monochromatiques sélectionnent au choix une seule
longueur
d'onde comprise entre 200 nm et 700 nm ou bien d'un système couplant des
lasers pour
des longueurs d'onde comprises entre 350 et 700 nm. La source de lumière 6
comporte
un moyen de sélection 7 permettant d'émettre des faisceaux lumineux dans des
plages
de longueur d'onde distinctes, par exemple aux longueurs d'onde suivantes :
350 nm,
432 nm, 534 nm, 576 nm et 634 nm. A titre d'exemple, le moyen de sélection 7
peut
comprendre un ou plusieurs filtres optiques à bande étroite. Quelle que soit
la
configuration envisagée, la polarisation du faisceau incident doit être
connue, en absence
de précision, on suppose que le faisceau incident est non polarisé ou de
polarisation
circulaire.
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[30] Le dispositif de mesure 2 comporte également un diviseur 8A du
faisceau
lumineux 8, interposé entre la source de lumière 6 et le support 10. Le
diviseur 8A est
configure pour dévier une faible partie 8B du faisceau lumineux 8 vers un
détecteur
optique 8C permettant de vérifier la constance du faisceau lumineux 8.
[31] Le support 10 permet le positionnement dans le faisceau lumineux 8
d'un
récipient transparent 12 contenant le gel dosimétrique 4. Selon le présent
exemple, le
support est une platine motorisée de précision permettant le déplacement du
support
selon trois axes distincts de manière à pouvoir exposer différentes zones du
gel
dosimétrique 4 au faisceau lumineux 8. Éventuellement, le support peut
comprendre un
axe de rotation afin d'exposer différentes faces du gel dosimétrique 4 au
faisceau
lumineux 8. Selon un mode de réalisation préféré, le support 10 est motorisé
afin de
permettre de modifier à distance la zone du gel dosimétrique 4 qui est
éclairée par le
faisceau lumineux 8.
[32] Le dispositif de mesure 2 comprend également un détecteur optique 14
permettant de mesurer l'intensité lumineuse du faisceau lumineux 20 filtré (ou
non),
selon la présence (ou l'absence) des éléments 24 et 26.
[33] Le détecteur optique 14 est monté sur un bras 16 pivotant autour du
support 10
de sorte que l'axe de détection 18 du détecteur optique forme un angle de
diffusion a
avec l'axe 9 du faisceau lumineux 8 au niveau du support 10. Autrement dit, le
détecteur
optique 14 est orienté de sorte à capter l'intensité d'un faisceau lumineux 20
diffusé par
des agrégats 21 présents dans le gel dosimétrique 4. Par le terme agrégat ,
on entend
également des microdomaines formés par des polymères radioformés, ou tout
élément
ayant absorbé la dose de rayonnements. La taille des agrégats dépend de la
dose
d'irradiation reçue par le gel dosimétrique.
[34] Selon un mode de réalisation préféré, le bras 16 est motorisé afin de
pouvoir
modifier à distance la valeur de l'angle de diffusion a. La valeur de l'angle
de diffusion a
est comprise entre 100 et 170 , de préférence elle est comprise entre 30 et
60 . Selon le
présent exemple, la valeur de l'angle de diffusion a est de 90 .
[35] Le dispositif de mesure 2 comprend également un moyen de
polarisation 22 du
.. faisceau lumineux selon au moins deux angles de polarisation distincts.
Selon le présent
exemple, le moyen de polarisation 22 comprend un premier polariseur 24
linéaire et un
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second polariseur 26 linéaire tous deux montés sur le bras 16 mobile de sorte
à être
positionnés entre le support 10 et le détecteur optique 14. Le premier et le
second
polariseur sont orientés pour que leur axe de transmission forme un angle de
polarisation
[3 compris entre 100 et 170 , de préférence de l'ordre de 90 . Ainsi, les
polariseurs
5 permettent de modifier l'angle de polarisation [3 du faisceau lumineux 20
diffusé par le
gel dosimétrique 4 avant d'être détecté par le détecteur optique 14.
[36] Selon une variante de réalisation de l'invention non représentée, le
premier
polariseur 24 pourrait être positionné entre la source de lumière 6 et le
support 10 ou
bien les deux polariseurs pourraient être positionnés entre la source de
lumière et le
10 .. support.
[37] Selon une autre variante de réalisation de l'invention non
représentée, deux
polariseurs pourraient être positionnés entre la source de lumière 6 et le
support 10 et
deux autres polariseurs pourraient être positionnés entre le support 10 et le
détecteur
optique 14.
[38] Le détecteur optique 14 est donc orienté en direction du support 10
afin de
pouvoir capter l'intensité d'un faisceau lumineux 20 diffusé par des agrégats
21 présents
dans le gel dosimétrique 4. Pour permettre une mesure précise de la valeur de
cette
intensité, le détecteur optique 14 est connecté à une unité de mesure 28. Il
est à noter
que selon le présent exemple, le moyen de polarisation 22 permet de choisir
deux
polarisations successives du faisceau lumineux 20 de manière à garantir une
correspondance spatiale rigoureuse entre les mesures d'intensité lumineuse
réalisées par
l'unité de mesure 28.
[39] L'unité de mesure 28 est connectée à une unité de calcul 30 configurée
pour
calculer la valeur d'un rapport d'intensités du faisceau lumineux 20 diffusé
par le gel
dosimétrique 4, mesurées par le détecteur optique 14, pour deux angles de
polarisation
distincts du faisceau lumineux sélectionnés par le moyen de polarisation 22.
[40] Selon le présent exemple, l'unité de calcul 30 comprend également une
unité de
mémoire 32 dans laquelle est mémorisée une table de correspondance entre
plusieurs
valeurs de rapports d'intensités calculées par l'unité de mesure et des
valeurs de doses
d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique. Dans le cas présent, l'unité
de mesure
28, l'unité de calcul 30 et l'unité de mémoire 32 sont intégrées dans une
unité centrale 34
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de type ordinateur ou microordinateur. L'unité centrale 34 est connectée à un
dispositif
d'affichage 36 de type écran de visualisation, afin de permettre à un
utilisateur du
dispositif de mesure 2 de lire une valeur de dose d'irradiation déterminée à
partir des
mesures d'intensité du faisceau lumineux 20 et du tableau de correspondance.
[41] Selon un mode de réalisation préféré, la platine motorisée, le bras
motorisé et le
moyen de sélection sont également connectés à l'unité centrale 34 afin de
permettre
l'automatisation par l'unité centrale d'un procédé de mesure décrit ci-
dessous.
[42] Il est à noter qu'un dispositif de mesure 2 selon l'invention peut
comporter
simultanément plusieurs détecteurs optiques 14 positionnés autour du support
10 de
sorte à former des angles d'observation de valeurs différents. Ce mode de
réalisation non
représenté permet avantageusement de multiplier les angles d'observations du
gel
dosimétrique 4 afin de diminuer le temps d'acquisition des mesures d'intensité
afin
d'établir plus rapidement une représentation spatiale des doses d'irradiation
absorbées
par le gel dosimétrique 4.
[43] Il est à noter que la détection des deux polarisations peut être
effectuée
simultanément en divisant le faisceau 20 selon ses deux composantes de
polarisation et
en utilisant simultanément deux détecteurs optiques 14 (un pour chaque
composante).
[44] L'invention porte également sur un procédé de mesure d'au moins une
dose
d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique 4 à l'aide d'un dispositif de
mesure 2
décrit ci-dessus.
[45] Selon le présent exemple, le procédé de mesure met en oeuvre une étape
de
positionnement d'un gel dosimétrique 4 sur le support 10 de sorte que le
faisceau
lumineux 8 émis par la source de lumière 6 éclaire une zone du gel
dosimétrique 4 avec
une polarisation connue. Le détecteur optique 14 est par la suite orienté pour
que son
axe de détection 18 traverse le gel dosimétrique 4 et forme un angle de
diffusion a avec
le faisceau lumineux 8 de manière à détecter un faisceau lumineux 20 diffusé
par des
agrégats 21 présents dans le gel dosimétrique 4. L'unité de mesure 28
détermine alors
une première intensité lumineuse li observée par le détecteur optique 14 selon
un
premier angle [31 de polarisation du faisceau lumineux par le moyen de
polarisation 22.
L'angle de polarisation du faisceau lumineux 8 est ensuite modifié à l'aide du
moyen de
polarisation 22 afin de permettre à l'unité de mesure 28 de mesurer une
nouvelle valeur
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d'intensité lumineuse 12 observée par le détecteur optique 14 selon un
deuxième angle [32
de polarisation. A partir de ces deux valeurs d'intensité, l'unité de calcul
30 estime la
valeur d'un rapport R entre les deux intensités mesurées pour deux angles de
polarisation
distincts. La valeur de ce rapport est ensuite comparée par l'unité de calcul
à une table de
correspondance afin de déterminer à partir de la valeur de ce rapport R une
dose
d'irradiation absorbée par le gel dosimétrique 4. La valeur de cette dose
d'irradiation est
ensuite affichée sur le dispositif d'affichage pour communiquer cette
information à un
utilisateur du dispositif de mesure 2.
[46] L'unité de calcul 30 estime la valeur du rapport R entre deux
intensités lumineuses
en soustrayant préalablement le bruit de fond du détecteur optique 14, selon
l'une des
façons suivantes :
11 12 11 ¨ 12 11 + 12
R = ¨12 ou bien R = ¨ ou bien R = ou bien R =
11
11 + 12
11 12 11 ¨ 12 11 + 12
R = ¨12 ¨ A ou bien R = ¨ ¨ A ou bien R = A ou bien R = A
11
11 + 12
[47] Il est à noter que les inventeurs ont observé que la précision des
mesures
obtenues par le dispositif de mesure 2 décrit ci-dessus, varie en fonction de
la nature du
gel dosimétrique et dépend également de la plage de longueur d'onde du
faisceau
lumineux éclairant l'échantillon, de l'écart entre les angles de polarisation
[31 et [32 ainsi
que de la valeur de l'angle de diffusion a. C'est pourquoi l'invention porte
également sur
un procédé d'établissement d'une table de correspondance mentionnée ci-dessus,
consistant à reproduire les étapes précédentes avec des gels dosimétriques
dont la dose
d'irradiation est connue préalablement. Ainsi, on peut déterminer de façon
empirique
pour chaque type de gel dosimétrique les plages de longueur d'onde du faisceau
lumineux 8, les écarts entre les angles de polarisation [31 et [32 ainsi que
les valeurs de
l'angle de diffusion a permettant d'obtenir des mesures précises de la dose
d'irradiation
absorbée par un gel dosimétrique. Autrement dit, ces valeurs sont susceptibles
de
changer en fonction de la nature du gel dosimétrique et de la quantité
d'irradiation
absorbée.
[48] Pour cela, l'unité de calcul 30 peut comprendre un procédé automatisé
d'établissement de tables de correspondance en faisant varier la valeur des
paramètres
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mentionnés ci-dessus. Ainsi, le dispositif de mesure 2 selon l'invention
permet une
détermination simple et rapide des valeurs optimales de ces paramètres en
fonction de
chaque type de gel dosimétrique.
[49] A titre d'exemple, les inventeurs ont pu ainsi établir une courbe de
correspondance illustrée par la figure 2, associant à différentes valeurs de
rapport R, des
doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique de type polymère. Plus
précisément, ces mesures ont été réalisées sur un gel dosimétrique de
polymères de type
nMAG avec 2% w/w, methacrylic acid (MMA), gelatin ( 1% w/w) (Type A, 300;
Sigma
Aldrich). Le gel dosimétrique est éclairé par une source de lumière de type
laser ou par
une lumière blanche émettant un faisceau lumineux à une puissance comprise
entre 0 et
150 mW, dont la plage de longueur d'onde est comprise entre 200 et 700 nm,
dans le cas
présent 634 nm pour 11 et 532 nm pour 12. L'écart entre les angles,
polarisation [31 et [32
est de l'ordre de 900 et la valeur de l'angle de diffusion a est centrée sur
90 .
[50] A partir de cette courbe de correspondance, le dispositif de mesure 2
décrit ci-
dessus permet très rapidement et facilement de mesurer précisément le niveau
de doses
d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique de même nature, de façon bien
moins
coûteuse par rapport aux techniques actuellement utilisées.
[51] Selon une variante de réalisation du procédé de mesure décrit ci-
dessus, l'unité de
calcul 30 effectue plusieurs fois le calcul du rapport R décrit ci-dessus pour
un même
échantillon. Préalablement au calcul d'un nouveau rapport R, la longueur
d'onde et/ou
l'angle de diffusion du faisceau lumineux 20 sont modifiés. On obtient ainsi
un ensemble
de valeurs de rapport R(u)kr tel que défini ci-après (ou au paragraphe [46])
et nommé
rapport de taux de polarisation :
R(ij)kr =
luT
Avec,
¨ luk correspondant à une valeur de l'intensité du faisceau lumineux
mesurée par le détecteur optique 14, pour une longueur d'onde i, un
angle de diffusion j et un angle de polarisation du faisceau lumineux égal à
k, et
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14
- lur correspondant à une valeur de l'intensité du faisceau lumineux mesurée
par le détecteur optique 14, pour une longueur d'onde i, un angle de
diffusion j et un angle de polarisation du faisceau lumineux égal à r, la
valeur de r étant différente de la valeur de k.
[52] Selon une autre étape, pour chaque rapport de taux de polarisation
R(ij)kr calculé
ci-dessus, l'unité de calcul 30 effectue un calcul théorique de la valeur de
ce taux de
polarisation en fonction de la taille des structures diffusantes présentes
dans le gel
dosimétrique. Ce calcul théorique est réalisé à partir de la méthode TMatrix
telle que
décrite dans le document suivant : Scattering, absorption and emission of
light by small
particles - Michael I. Mishchenko, Larry D. Travis, Adrew A. Lacis -
Cambridge University
Press. De préférence, ce calcul théorique est réalisé dans le cadre de la
théorie de Mie qui
correspond au cas limite où les structures diffusantes ont un paramètre de
taille tendant
vers 3.
[53] Selon une autre étape, l'unité de calcul 30 identifie la taille
théorique des
structures diffusantes commune à chaque calcul théorique du rapport de taux de
polarisation réalisé précédemment.
[54] Selon une autre étape, l'unité de calcul 30 associe à cette taille
théorique
commune à chaque calcul théorique du rapport de taux de polarisation, une dose
d'irradiation présente dans une table de correspondance associée au gel
dosimétrique et
préenregistrée par l'unité de mémoire 32.
