Note de synthèse sur les surexpositions au centre hospitalier universitaire de Toulouse - Premier rapport d'expertise relatif à la vérification du fonctionnement de l'accélérateur en mode microfaisceaux

NOTE DE SYNTHESE SUR LES SUREXPOSITIONS
AU CENTRE HOSPITALIER UNIVERSITAIRE DE TOULOUSE

Premier rapport d’expertise relatif à la vérification du
fonctionnement de l’accélérateur en mode microfaisceaux

18/12/2007

nage
de identel.
des
s t à l’autre
et iosensibles

ces reconstitutions
dosimétriques individuelles. Les résultats de cette expertise scientifique, complexe et
pluridisciplinaire ne seront sp adisponibles avant mars 2008.



CONTEXTE

Le Centre Régional de Radiochirurgie Stéréotae x(iCqRuRS) du CHU de Toulouse est équipé depuis avril
2006 d’un accélérateur Novalis (société Barba)i nldestiné à la radiothérapie stéréotaxique
intracrânienne.

En avril 2007, lors d’une intercomparaison dceh iefris informatiques dosimétriques provenant de
différents sites utilisateurs, la csiéoté Brainlab décèle une anomalien sd laes fichiers transmis depuis
mars 2006 par le CRRS. L’analcysoen duite par Brainlab conclue à ill’iustation d’un détecteur inadapté
pour la mesure d’un des paramètres dosimétriqu eds el ol’réstalonnage initial de l’accélérateur. Suite
à cette erreur, 145 patients (sur les 172 patienttsé tsr apiar le CRRS depuis son ouverture) ont subi une
surexposition dont l’importanecset variable selon les cas.

Le 26 juin 2007, l’Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN) a saisi l’Institut de Radioprotection et de Sûreté
Nucléaire (IRSN) pour une expertise portant tod’uatbord sur la vérification des protocoles
expérimentaux d’étalonnage des microfaisceauaxn t aevt après correction du dysfonctionnement.
Cette première expertise devra ensuite être complétée par une analyse au plan théorique du risque de
complications neurologiques à lonrg mtechez les patients surexposés.

Pour réaliser cette première expertise, qui faitj le’to bde ce rapport, l’IRSN s’est attaché à rechercher
les causes techniques du dysfonctionnementà evtérifier que les protoe eg n s’dcelnoantéla
application aujourd’hui au CRRS sont comnfeosr aux procédures duc onstructeur et aux
recommandations en vigueur.



LES DISPOSITIFS DE MICROFAISCEAUX AU CRRS

Le CRRS utilise deux modes de fonctionnemaevnetc des microfaisceaulx’,u n avec un collimateur
multilames et l’autre avedces collimateurs coniques.

1

1. FLIAUE RUMTLNOITEMENCNOLLCOATIM ANTC VE MES

L’adaptation de la forme des faisceaux de rayonsli vXr édsé par le Novalis à ce erblaécérion lése lal dl
à traiter est obtenue grâce à une double collimation :
• Une première collimation permet d’obtenirr, aireprimn chs, u sâmeder shcioparrac pma uo é
rectangulaire.
• Eivsu piee llt esnocec edu ras enon raliollimatisé collimateur multilamese par un « micro »
(« µMLC »). Celui-ci, constitué d2e6 paires de lames de 3, 4,5 ou 6 mm de large, permet de
moduler la forme du faisceau pour l’adapter gà éloa métrie de la lésion en limitant au mieux
l’exposition des tissus avoisinants.

Cette double collimation permet d’obtenir des ch adme pfsormes variées, dont la surface est comprise
entre 6 mm x 6 mm et 98 mm x 98 mm. La figmuroen t1r e un schéma de cette double collimation.


Mâchoires primaires

Cible à traiter

Collimateur micro multilames

Figure 1 S:chéma de la double collimation réalisée grâce aux mâchoires
primaires et au collimautre« micro » multilames.



La procédure du constructeur sipfiéec que, compte tenu de la tpitee taille des microfaisceaux,
certaines mesures relatives à leur étalonnagee ndto ivêtre réalisées avec un détecteur de volume
maximal de 0,03 c3 20l , 06l’à deaiutce,seé ne irvaes mes cs,onticaffe été tno seru. Mamicifs épc seglér
d’un détecteur « Farmer » de volume sensible de 0,3lucei s él pluque evé ulem novofsi2 0cm5 6 uitso

qui est recommandé. La figure 2 représente loam gétérie d’un faisceau de dimensions 30 mm x 30 mm
de l’accélérateur Novalis. Le volume sensibleladechambre « Farmer » utilisée est supérieur à la
partie homogène du champ de rayonnement.

Longueur du volume sensible
de la chambre Farmer (23,1 mm)

Partie homogène
du faisceau

Distance à l’axe (mm)

Figure 2 P:rofil de dose d’un faisceau diemdension 30 mm x 30 mm avec, à l’échelle,
le volume sensible du détecteur « Farmer ».

2

Or, pour obtenir une mesure de dose précise epn oiunt, il est nécessaire que le volume sensible du
détecteur soit intégralement placé dans la zhoonme ogène du champ de rayonnement. Si seule une
fraction du volume sensible du détecteur est ss uocons on unetateoyar ed ,tnemennsandmpha cle
estimation de la dose mesurée par rapport à la dose réellement délivrée.

Cette erreur dans le choix du détecteur est dào nl’co rigine d’une sous estimation des coefficients
d’étalonnage pour les faisceaux de taille ri mm. Cette sous-estimation est mmnefuére à 36 36 x
d’autant plus importante que lal ltea idu faisceau est petite. En pirqaute, elle a eu pour conséquence
une sur évaluation des temps de traitement clhese zpatients dont le traitement comportait
l’utilisation au moins d’un faisceau de dimensions inférieures à 36 mm x 36 mm.

La figure 3 illustre la variation du coefficient d’étalonnage en fonction de la taille du champ, pour des
mesures réalisées à l’aide de la chambre « Fa»rmaeurx dimensions inadaptées, et à l’aide d’un
détecteur « Pinpoint » dont le volume de 0,013l é’atolnnga eeds champs de 5 cmt esapad àté
rayonnement de très petites dimensions.

1,2

1

0,8

0,6

0,4

0,2

Zone de discordance des
mesures

Chambre “Farmer
Chambre “Pinpoint

0
6x6 12x12 18x18 30x30 36x36 42x42 80x80 100x100
Taille du champ (mm x mm)


Figure 3 :Coefficients d’étalonnage mesurés avec les chambres d’ionisation
« Farmer » et « Pinpoint » poduirfférentes tailles de champ.


Cette figure montre que la chambre « Farmer »u,r po selmahc ipsérnfurieà s 03m m x03m ,ms ous
estime les coefficients d’étalonnage d’un factdeulr’ordre de 3 pour les plus petits champs.


L’IRSN a établi que l’erreur de mesure cosmurm lias e détermination de l’un des coefficients
liée au
choix inapproprié du détecteur, dont le vonlusimblee séetait trop grand devant les dimensions des
faisceaux à étalonner.

l’aide

d’une chambre « Pinpoint » conformément à la procédure de Brainlab, ont permis de cor
l’erreur d’étalonnage du faisceau.


2. FQCONIEUR OMITCANOCLLEENVE MCTINTNAO UES

L’adaptation de la forme des faisceaux délivrésl ep aNr ovalis à celle de la cible à traiter peut aussi
être réalisée au moyen de collimateurs coniques :

3

• imllioatpen etrmo’d netb,rirapUenp erimrè eoc des mâchoires primaires, un champ carré.
• e llEvius tseu rap eieconne sollide cnor amités eaéilu’d yc n’l àediaalétqulindli mre e
amovible, percé d’un cône (collimateur con)i,q fuiexé en sortie de l’accélérateur (figure
4). Il permet d’obtenir un chamciprculaire de diamètre fixé.

Les collimateurs coniques utili sépsar le CRRS permettent d’obnitre des faisceaux circulaires de
diamètre 4 et 6 mm à un mètre de la source de rayons X.

Figure 4 C:ollimateurs coniques


Au CRRS, l’intégralité des mesures avec les colliumrsa tceoniques a été réalisée à l’aide du plus petit
des détecteurs disponibles (chambre d’ionins at«i oPinpoint »), en plaçant l’axe du détecteur
parallèlement à l’axe du faisceau en position icvaelret. Dans cette configuration, le diamètre du
volume sensible du détecteur est égal à 2 mm.

La littérature internationale soulieg lnes difficultés