Développement d’une procédure de contrôle de qualité externe des faisceaux du CyberKnife : étude préliminaire multicentrique

RésuméObjectifs de l’étudeDévelopper une procédure de contrôle qualité externe dédiée aux faisceaux du CyberKnife®. Cette étude, qui s’est déroulée à Nancy, a inclus un protocole de test initialement élaboré par les physiciens de Nancy et de Lille, en collaboration avec le laboratoire Equal-Estro.Matériels et méthodesUn fantôme anthropomorphique tête et cou et un objet-test de forme cubique, « MiniCube », en plastique équivalent-eau et homogène, ont été utilisés. Des dosimètres thermoluminescents poudre et solide, ainsi que des films radiochromiques, ont permis de réaliser les études respectivement de doses absolues et de dose relative. La comparaison entre les doses calculées par le système de planification de traitement MultiPlan et les doses mesurées a été étudiée en dose absolue. Les distributions de dose provenant des films et des images du système de planification ont été comparées à l’aide de la fonction gamma, paramétrée avec différents couples de tolérance.RésultatsL’étude avec les dosimètres thermoluminescents solides a permis de vérifier la fiabilité du faisceau avec une reproductibilité de 1,7 %. Les mesures de dose absolue dans le fantôme irradié, dans sept centres participants, ont montré, pour le volume cible, une déviation de dose inférieure aux limites autorisées (±5 %) pour la plupart des centres participants. Les mesures de dose relative réalisées à Nancy et par le laboratoire Equal-Estro ont permis de définir les critères de l’indice gamma le plus adaptés (5 %/2 mm – avec l’indice gamma ≤ 1 pour au moins 95 % des pixels). Ces critères devaient être indépendants du logiciel d’analyse de films employé.ConclusionL’étude a permis de définir un contrôle qualité externe basé sur un plan d’irradiation reproductible avec des mesures par dosimètres thermoluminescents et films radiochromiques. Ce protocole devra être validé par une nouvelle série de mesure utilisant les enseignements de cette étude.

PurposeTo develop an external quality control procedure for CyberKnife® beams. This work conducted in Nancy, has included a test protocol initially drawn by the medical physicist of Nancy and Lille in collaboration with Equal-Estro Laboratory.Materials and methodsA head and neck anthropomorphic phantom and a water-equivalent homogeneous cubic plastic test-object, so-called “MiniCube”, have been used. Powder and solid thermoluminescent dosimeters as well as radiochromic films have been used to perform absolute and relative dose studies, respectively. The comparison between doses calculated by Multiplan treatment planning system and measured doses have been studied in absolute dose. The dose distributions measured with films and treatment planning system calculations have been compared via the gamma function, configured with different tolerance criteria.ResultsThis work allowed, via solid thermoluminescent dosimeter measurements, verifying the beam reliability with a reproducibility of 1.7 %. The absolute dose measured in the phantom irradiated by the seven participating centres has shown an error inferior to the standard tolerance limits (±5 %), for most of participating centres. The relative dose measurements performed at Nancy and by the Equal-Estro laboratory allowed defining the most adequate parameters for gamma index (5 %/2 mm – with at least 95 % of pixels satisfying acceptability criteria: γ < 1). These parameters should be independent of the film analysis software.ConclusionThis work allowed defining a dosimetric external quality control for CyberKnife® systems, based on a reproducible irradiation plan through measurements performed with thermoluminescent dosimeters and radiochromic films. This protocol should be validated by a new series of measurement and taking into account the lessons of this work.