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La dosimétrie est un domaine pluri-disciplinaire, où se rencontrent notamment physique nucléaire, physique médicale, radiologie et radiobiologie. La dose absorbée par irradiation externe est mesurée à l'aide d' instruments de mesure dédiés, les dosimètres. En cas de contamination radioactive, la dose ne peut être mesurée: elle est alors estimée en partant de mesures de spectrométrie gamma ( anthroporadiamétrie). La dose absorbée peut également être calculée (plus ou moins précisément) à l'aide d'outils de simulation informatique. En clinique, l'application la plus importante de ces méthodes de calcul est l'optimisation de la distribution de dose délivrée aux patients pour la radiothérapie, par le biais des systèmes de planification des traitements. Relation entre dose absorbée, dose équivalente et dose efficace ( CIPR) La dose absorbée est utilisée directement pour les travaux fondamentaux et pour l'étude des effets déterministes aux fortes irradiations (>1 Gy). Pour l'étude des effets stochastiques des faibles irradiations (<1 Gy) sur les tissus biologiques, on utilise des quantités dérivées qui prennent en compte des facteurs correctifs liés à l' efficacité biologique relative du rayonnement considéré et à la sensibilité relative du tissu exposé, la dose équivalente et la dose efficace, exprimées en sieverts ( Sv).
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Lorsqu'un rayonnement ionisant traverse la chambre, des ionisations sont générées dans l'air de la cavité. Une grande différence de potentiel appliquée entre la paroi externe et l'électrode centrale permet de collecter les charges créées. La charge totale collectée est proportionnelle aux ionisations générées dans la cavité de la chambre. Ce nombre d'ionisations est directement relié à la dose déposée dans la cavité d'air. Fig. 4 –Schéma de principe d'une chambre d'ionisation cylindrique. La haute tension (typiquement 300 V) est suffisamment haute pour que les charges produites soient collectées mais pas suffisamment haute pour que: – L'accélération n'induise pas d'ionisations supplémentaires au phénomène naturel de cascades élec-troniques. – Une seule particule chargée entrant dans le détecteur cause une avalanche et donc un pulse comme c'est le cas d'un compteur Geiger-Muller. Pour les photons et les électrons de haute énergie utilisés en radiothérapie, la chambre d'ionisation est toujours placée dans un matériau équivalent tissu (eau ou fantôme solide) pour mesurer la dose absorbée dans ce matériau en utilisant la théorie de la cavité de Bragg-Gray.
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En effet, lorsqu'une particule incidente interagit dans le milieu elle transfère une quantité d'énergie à une ou plusieurs particules secondaires (des électrons). Ces dernières vont alors parcourir une certaine distance dans le milieu en déposant leur énergie de façon continue (sous la forme d'une multitude d'interactions élastiques ou inélastiques). Ce parcours peut être plus grand que la dimension de l' élément de volume. Ainsi une partie seulement de l'énergie transférée (énergie donnée par la particule incidente) sera vraiment déposée dans dm. A l'entrée du milieu le kerma est généralement plus grand que la dose. Unité [ modifier | modifier le code] L'unité de dose (et de kerma) du Système international est le gray ( Gy); c'est une unité dérivée valant un joule par kilogramme: 1 Gy = 1 J / kg. Le gray a officiellement supplanté d'anciennes unités qui restent cependant d'usage courant, notamment aux États-Unis: le rad ( rd) valant 0, 01 Gy = 1 cGy; le röntgen ( R), qui mesure en fait l'exposition, c'est-à-dire la charge électrique déposée par unité de masse.
Plusieurs types de capteurs peuvent être utilisés pour la dosimétrie en radiothérapie externe: – Chambre d'ionisation à cavité d'air, – Dosimètre au sulfate ferreux, – Dosimètres thermoluminescents, – Films radiographiques.... Seuls certains d'entre eux présentent les qualités requises pour la détermination de la dose absorbée de référence. A cause de leur stabilité à long terme, de leur haute précision, de l'ordre de 0. 1% pour une chambre d'ionisation de bonne qualité (utilisée en clinique) de leur lecture temps réel (direct readout) et de leur relative facilité d'utilisation, les chambres d'ionisation sont devenues l'instrument standard pour les mesures de dosimétrie clinique. Généralement, le détecteur de référence est la chambre d'ionisation à cavité d'air qui est connectée à un électromètre via un cable de mesure. 2. 3. 1 La théorie du détecteur idéal de Bragg Gray. L'approche théorique de la dosimétrie selon les critères de Bragg-Gray (Spencer et Attix 1955) repose sur le concept d'une cavité, qui représente le détecteur, suffisamment petite de sorte que placée dans le milieu elle ne perturbe pas la fluence des particules chargées existant dans ce milieu.
Sources: Site de l'ASN Wikipedia Merci a Yves LENOIR pour ses corrections éclairées.
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