Brevet FR2527892A1 — publié le 19831202

DISPOSITIF EGALISATEUR DES DOSES D'IRRADIATION D'UN CHAMP DlRRADIATION EN ELECTRONS L'invention concerne un dispositif égalisateur des doses d'irradiation d'un champ d'irradiation en électrons, un tel champ pouvant être nécessité par exemple, dans le domaine de la radiothérapie ou du traitement industriel de certains produits. Dans le domaine de la radiothérapie, des affections de la peau par exemple, peuvent exiger une irradiation totale d'un patient. Dans ce cas, le champ d'irradiation, appelé champ de traitement doit présenter une surface suffisante, rectangulaire ou pseudo-circulaire, dont la plus grande dimension soit au moins de un mètre ; mais l'homogénéité des doses d'irradiation, sur un tel champ de traitement, pose un problème encore imparfaitement résolu à ce jour. Actuellement, un champ de traitement par électrons présentant une répartition de dose d'irradiation correcte, est au maximum de 0,30 m x 0,30 m à une distance de un mètre entre ce champ de traitement et une source émettant ces électrons. L'obtention d'un champs de traitement plus grand n'est possible qu'en augmentant la distance entre la source génératrice des électrons et le champ de traitement ; cette distance étant alors portée à une distance généralement supérieure à 3 mètres. Une telle distance peut permettre d'obtenir un champ de traitement de surface pseudo-circulaire, ayant sur la plus grande longueur un mètre environ, et amène à considérer deux cas. Le premier cas est celui dans lequel un équipement de radiothérapie fournit directement un faisceau d'électrons d'énergie très basse, d'environ trois MEV, correspondant à l'énergie généralement nécessaire au traitement : on constate alors que les doses d'irradiation, considérée en doses relatives sur cette plus grande longueur de un mètre, présentent des différences de niveaux impor tantes, le rapport de ces niveaux étant supérieur à 2, et tout à fait incompatible avec un traitement en radiothérapie. Le second cas est celui dans lequel l'équipement de radiothérapie fournit des électrons d'énergie plus élevée ; avec une énergie d'au moins 8 MEV, la diffusion dans l'air est moindre et l'homogénéité sur un grand champ de traitement est conservée. L'inconvénient de cette solution est que les électrons doivent être dégradés en énergie pour avoir l'énergie requise par le traitement. Ceci nécessite de placer entre Itéguipement de radiothérapie et le patient, aussi près que possible du patient, un absorbant de dimensions au moins supérieures au champ de traitement ; l'épaisseur de cet absorbant étant fonction de la nature du matériau qui le compose, ainsi que de la dégradation en énergie désirée. Aussi pour des électrons dont on veut dégrader l'énergie de 8 MEV à 3 MEV par exemple, il faut interposer une plaque d'un absorbant constitué par un matériau tel que son épaisseur, exprimée en masse, soit de 3g par cm2.Les plaques généralement utilisées à cet effet ont alors une épaisseur de 2,5cm et pèsent plusieurs dizaines de kilogrammes ; leur mise en place est malaisée et représente pour le patient un désagrément supplémentaire important. Un dispositif égalisateur conforme à l'invention permet d'obtenir un champ d'irradiation homogène, utilisable en radiothérapie sans exiger la dégradation en énergie ci-dessus mentionnée. La réalisation d'un tel dispositif est simple et d'un faible coflt ; son agencement le rend facile à utiliser et adaptable à tout équipement d'irradiation. Selon l'invention, un dispositif égalisateur des doses d'irradiation d'un champ d'irradiation en électrons, déterminé par un faisceau d'électrons a une distance donnée d'une source contenue dans un équipement d'irradiation, cette source générant ce faisceau dans une direction de référence, est caractérisé en ce qu'il comporte un écran, absorbant ces électrons, interposé entre le champ d'irradiation et la source à une distance de celle-ci, telle qu'une diffusion dans l'air des électrons sur une distance comprise entre cet écran et le champ d'irradiation, permet d'obtenir un champ d'irradiation homogène. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit et des quatre dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple - la figure 1 montre un dispositif selon l'invention associé à un équipement d'irradiation; - la figure 2 montre une courbe représentant un effet attendu de l'action du dispositif selon l'invention ; - la figure 3 montre une courbe représentant un effet obtenu par l'action du dispositif selon l'invention ; - la figure 4 montre partiellement par une vue en perspective, un équipement de radiothérapie associé à un dispositif selon l'invention. On trouve sur la figure 1 un équipement 40 d'irradiation comprenant: un accélérateur 1 de particules, générant dans une direction de référence A un faisceau 2 d'électrons, dont l'énergie dans l'exemple non limitatif décrit est de l'ordre de 4 MEV. Le faisceau 2 émerge de l'accélérateur 1 par une fenêtre de sortie 3, généralement constituée d'une mince lame de métal jouant le rôle d'un diffuseur. Le faisceau 2 traverse un pré-collimateur 4,5, et une chambre d'ionisation 6 servant à mesurer ce faisceau. Le faisceau 2 passe ensuite par un collimateur photons 7,8 destiné au fonctionnement de l'équipement 40 avec un faisceau de photons (non représenté) ; ce collimateur étant ici ouvert au maximum afin de permettre d'obtenir un champ d'irradiation 12 de grande surface, pseudo-circulaire, dont l'une des plus grandes dimensions L est de 1,2 mètres.Dans l'exemple non limitatif décrit, cette dimension L est déterminée par une distance Dl, de 3,3 mètres entre le champ d'irradiation, constituant un champ de traitement, et la fenêtre de sortie 3. La fenêtre de sortie 3 étant considérée comme étant la source du faisceau 2 d'électrons. A la sortie de l'équipement 40, le faisceau 2 trouve sur son trajet un dispositif 15 selon l'invention, représent e: .:a tillés sur la figure 1. Ce dispositif 15 comporte notamment un écran, constitué dans l'exemple non limitatif décrit par un disque 16 ; ce dernier est centré sur la direction de référence A, dans un plan perpendiculaire à celle-ci et à une distance D2 donnée de la fenetre 3, cette dernière étant considérée comme source des électrons. Le disque 16 comporte un diamètre dl inférieur à un diamètre d2 présenté par la section du faisceau 2, à la distance D2 de la fenêtre de sortie 3. Le disque 16 est capable d'absorber les électrons situés dans la partie centrale du faisceau 2 qu'il occulte. En fonctionnement, un résultat attendu de cette configuration, quand à la répartition de doses d'lradiation sur la longueur L du champ de traitement, est montré par la figure 2. On y trouve une courbe 20 exprimant en doses relatives, la répartition -des doses d'irradiation le long d'un axe X, comprenant la longeur L du champ de traitement 12 ; cette longueur L étant circonscrite entre deux droites pointillées 21, 22. L'effet attendu de l'interposition du disque 16 sur le trajet du faisceau 2, réside dans l'affaiblissement considérable des doses relatives d'iradiation, dans une zone correspondant au centre de l'ombre portée par le disque 16; cet affaiblissement étant marqué par un creux 24 de la courbe 20, ce creux étant centré sur un axe 26 correspondant à la position de la direction de référence A, et donc au centre du disque 16. La décroissance des flancs 27, 28 de cette courbe 20 est la même qu'en l'absence du disque 16 ; et en supposant absent le disque 16, le sommet de cette courbe est figuré par la courbe 23 en traits pointillés. Contrairement à cet effet attendu, exprimé par la courbe 20, l'action du disque 16, détermine un effet sur la répartition des doses d'irradiation tel que son homogénéité #devient satisfaisante pour un champ de traitement en radiothérapie. La répartition des doses d'irradiations obtenues par l'action du disque 16, est montrée par une courbe 30 sur la figure 3. Cette courbe 30 exprime en doses relatives, les doses d'irradiation obtenues le long de l'axe X et de la longueur L du champ de traitement, par l'interposition du disque 16 ; cette longueur L étant circonscrite entre les deux droites pointillées 21, 22. On peut remarquer que la partie de la courbe 30 comprise entre les droites 21, 22 présente des écarts entre dose maximum et dose minimum, faibles ; ces écarts étant inférieurs à 10 de la dose d'irradiation, exprimée en doses relatives. Ce résultat particulièrement avantageux, obtenu lors d'une interposition du disque 16 telle que précédemment décrite, est du notamment à une diffusion dans l'air des électrons passant à la périphérie de ce dique 16. Cette diffusion s'exerce sur une distance D3 (égale à D1 - D2) qui constitue la distance entre le disque 16 et le champ de traitement 12 ; cette diffusion compense l'absorbtion et une éventuelle diffusion des électrons de la partie centrale du faisceau 2, provoquée par le disque 16. Aussi, l'action du disque 16 est fonction des paramètres suivants: - distance D1 du disque 16 à la fenêtre de sortie 3, considérée comme source du faisceau 2; - distance entre cette fenêtre de sortie 3 et le champ de traitement 12 ; - énergie des électrons en sortie de la fenêtre 3 ; - diamètre dl du disque 16. Dans l'exemple non limitatif de la description, ces paramètres sont les suivants: - la distance D1 entre le disque 16 et la fenêtre de sortie 3 est de un mètre - la distance D2 entre la fenêtre de sortie 3 et le champ de traitement 12 est de 3,3 mètres - l'énergie des électrons à la sortie de la fenêtre 3 et de 4 MEV, elle est de 3,4 MEV au niveau du champ de traitement 12 - le disque 16 est réalisé dans un acier inoxydable et comporte un diamètre dl de 200 mm et une épaisseur de 2 mm. Le champ de traitement 12 ainsi obtenu est directement utilisable en radiothérapie, dans des cas notamment ou le traitement doit être effectué sur une grande surface d'un patient (non repré senté). Toutefois, la technique de dégradation en énergie, telle que précédemment mentionnée dans le préambule, reste également applicable si nécesaire. Dans ce cas, une dégradation d'énergie jusqu'à 2 MEV, demande l'interposition d'une plaque (non représentée) de 0,7 cm d'épaisseur, si cette plaque est réalisée dans le même matériau qui dans ce préambule exigeait 2,5 cm d'épaisseur, pour ce même résultat. La figure 4 représente partiellement une tête de traitement 32 capable de fournir un faisceau d'électrons (non représenté) dans une direction de référence A ; cette tête de traitement 32 étant associée à un dispositif 15 selon l'invention. Dans l'exemple non limitatif décrit, le disque 16 est maintenu centré sur la direction de référence A, par des moyens peu absorbant des électrons tels que des tiges 33, de faible section; ces tiges 33 sont liées à des bras télescopiques 34 solidaires d'un cadre 35, luimême fixé à la tête de traitement 32. Ceci permet au disque 16 d'être aisément positionné le long de la direction de référence A, en fonction des paramètres précédemment mentionnes. Cet agencement d'un dispositif 15 selon l'invention, donné à titre d'exemple, montre que ce dispositif est d'un maniement facile et d'un montage peu coûteux, vis à vis des avantages procurés ; cet agencement lui permet également d'être considéré comme un élément complémentaire, adaptable à tout équipement devant réaliser un grand champ d'irradiaiton homogène. REVENDICATIONS 1. Dispositif égalisateur des doses d'irradiation d'un champ d'irradiation en électrons, déterminé par un faisceau (2) d'électrons à une distance (D1) donnée d'une source (3) contenue dans un équipement (40) d'irradiations, cette source (3) généra#nt ce faisceau (2) dans une direction de référence (A), caractérisé en ce qu'il comporte un écran (16), absorbant ces électrons, interposé entre le champ d'irradiation (12) et la source (3) à une distance (D2) de celleci, telle qu'une diffusion dans l'air des électrons sur une distance (D3) comprise entre cet écran (16) et le champ d'irradiation (42), permet d'obtenir un champ d'irradiatiion homogène. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran (16) est situé sur la direction de référence (A) entre l'équipement (40) et le champ d'irradiation (12). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1,2, caractérisé en ce que cet écran (16) comporte un diamètre (dl) inférieur à un diamètre (d2) présenté par la section du faisceau (2), à la distance (D2) de la source (3) où se situe l'écran (16), de manière que cet écran (16) occulte une partie centrale du faisceau (2). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, carac térisé. en ce que l'écran (16) est règlable en position le long de la direction de référence (A) grâce à des moyens (34) de règlage. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que cet écran (16) est réalisé en acier inoxydable.