Radiotherapy quality insurance by individualized in vivo dosimetry: State of the art

The quality insurance in radiotherapy in the frame of highly complex technical process as Intensity modulated radiotherapy (IMRT) needs independent control of the delivered dose to the patient. Actually, up to now, most of the radiotherapy treatments rely only on computed dosimetry through a rather complicated series of linked simulation tool. This dosimetry approach requires also qualified treatment means based on cautious quality insurance procedures. However, erroneous parameters could be difficult to detect and systematical errors could happen leading to radiotherapy accidents. In this context, in vivo dosimetry has a critical role of final control of the delivered dose. As many beam incidences and ports are used for any photontherapy treatment, external control could be very tedious and time consuming. Therefore, innovations are needed for in vivo dosimetry to provide ergonomic and efficient tools for these controls. This paper presents a review of technologies and products that can be used for in vivo dosimetry. It proposes also a reflection on the concepts to develop future devices suitable for this purpose. The technical means with their physical principles are reviewed, the clinical experiences demonstrating the feasibility of new techniques are then summarized and finally, the early clinical use and its impact on clinical practice is review.

RésuméLa complexité croissante des techniques de radiothérapie externe, telles que la radiothérapie de conformation avec modulation d’intensité (RCMI), nécessite des contrôles de qualité reposant autant que possible sur des informations dosimétriques obtenues in vivo indépendantes du calcul de la dose. En effet, à ce jour, la plupart des informations dosimétriques sont obtenues par la modélisation de la distribution de la dose sans aucune mesure propre à chaque patient traité. Aussi, la fiabilité de cette modélisation repose-t-elle sur une cascade de systèmes dont le contrôle de qualité doit assurer la validité de chaque étape. Cependant, le nombre de paramètres des irradiations modernes devient très important, plusieurs centaines par traitement et leur vérification a priori pourrait être fragile dans certaines circonstances. Dans ce contexte, la disponibilité d’un moyen de mesure direct de la dose absorbée dans le volume cible du traitement, pour un patient donné, permettrait une sécurité renforcée pour les traitements les plus complexes. Cependant, les moyens techniques disponibles à ce jour ne sont guère pratiques et nécessitent une mise en œuvre longue et compliquée, impropre à la pratique routinière. Cette revue fait le point sur ces méthodes et leurs résultats cliniques et tente de définir les caractéristiques techniques idéales pour réaliser une dosimétrie in vivo, indépendante, en routine clinique.