| JP53123987 | RADIATION DETECTOR |
| JP3919265 | ULTRAVIOLET-RAY DETECTING PIPE |
| WO/2008/006198 | APPARATUS AND METHODS FOR REAL-TIME VERIFICATION OF RADIATION THERAPY |
PERRONNEL, Jérôme (Quartier Grande Delle 506, Herouville-Saint-Clair, F-14200, FR)
MARCHAND, Bruno (Rue de NIvelles 12A, Mont-Saint-Guibert, B-1435, BE)
BRUSASCO, Caterina (Rue Haute Bise 37, Bossiere, B-5032, BE)
FONTBONNE, Jean-Marc (Rue Monseigneur Adam 6, Caen, F-14000, FR)
PERRONNEL, Jérôme (Quartier Grande Delle 506, Herouville-Saint-Clair, F-14200, FR)
MARCHAND, Bruno (Rue de NIvelles 12A, Mont-Saint-Guibert, B-1435, BE)
BRUSASCO, Caterina (Rue Haute Bise 37, Bossiere, B-5032, BE)
| REVENDICATIONS Dispositif de contrôle en ligne d'un faisceau ionisant généré par une source radiative et délivré sur une cible, ledit dispositif comprenant une pluralité de feuilles de support arrangées en parallèle et séparées l'une de l'autre par un intervalle; lesdites feuilles de support étant positionnées perpendiculairement par rapport à l'axe central du faisceau ionisant et formant une succession de chambres d' ionisation dont au moins une chambre d'ionisation est réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym; chacune des feuilles de support ayant sur ses deux faces une ou plusieurs électrodes mises à un potentiel tel que les deux faces de chacune des feuilles de support aient la même polarité; les feuilles de support étant arrangées de telle sorte que les feuilles de support successives présentent une polarisation alternée; ledit dispositif présentant en outre des moyens complémentaires aptes à équilibrer les forces électrostatiques présentes à l'intérieur de ladite chambre d'ionisation réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ladite au moins une chambre d' ionisation est réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure à 20 ym, de préférence inférieure ou égale à 15 ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à 10ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à 5ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à lym. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens complémentaires comprennent une plaque rigide, parallèle et située en face de la feuille de support comprenant sur chacun de ses faces une électrode collectrice et participant à la formation de ladite chambre d' ionisation réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym; ladite plaque rigide comprenant en outre au moins une électrode mise à un potentiel apte à équilibrer les forces électrostatiques présentes à l'intérieur de ladite chambre d'ionisation. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 , dans lequel les moyens complémentaires comprennent une plaque rigide ou souple, de préférence souple, parallèle et située en face de la feuille de support comprenant sur chacun de ses faces une électrode de polarisation et participant à la formation de ladite chambre d'ionisation réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym; ladite plaque rigide ou souple comprenant en outre au moins une électrode mise à un potentiel apte à équilibrer les forces électrostatiques présentes à l'intérieur de ladite chambre d'ionisation. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les intervalles entre chaque feuille de support sont constants. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel au moins une des feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym comprend au moins sur une de ses faces une électrode, de préférence collectrice, reliée à une électronique de mesure par une piste située sur la même face de la feuille de support que celle comprenant la dite électrode. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant des feuilles de support présentant sur leur deux faces des électrodes collectrices en alternance avec des feuilles de support présentant sur leur deux faces des électrodes de polarisation. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel chaque électrode collectrice est reliée à une électronique de mesure par une piste située sur la même face de la feuille de support que celle comprenant la dite électrode collectrice. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel certaines électrodes collectrices prennent la forme de bandes disposées de manière parallèle. Dispositif destiné à la mesure de faisceaux ionisants, ledit dispositif comprenant une feuille de support présentant deux faces et ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym, de préférence inférieure à 20 ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à 15 ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à lOym, encore plus de préférence inférieure ou égale à 5ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à lym; ladite feuille de support comprenant sur au moins une des faces une électrode, de préférence collectrice, reliée à une électronique de mesure par une piste située sur la même face de la feuille de support que celle comprenant la dite électrode . Dispositif selon la revendication 9, dans lequel l'électrode prend la forme d'un disque dont le périmètre est séparé par un gap ou une résine isolante d'une couche de garde qui s'étend sur le reste de la feuille de support, et dans lequel ladite électrode en forme de disque est reliée à une électronique de mesure par une piste située sur la même face de la dite feuille de support que la face comprenant ladite électrode en forme de disque, ladite piste étant recouverte d'une résine isolante, et ladite résine isolante étant recouverte par une fine couche de matériau conducteur qui s'étend sur ladite couche de garde. Méthode pour le contrôle en ligne d'un faisceau ionisant généré par une source radiative et délivré sur une cible, ladite méthode comprenant les étapes de : a) fournir d'une pluralité de feuilles de support arrangées en parallèle et séparées l'une de l'autre par un intervalle ; lesdites feuilles de support étant positionnées perpendiculairement par rapport à l'axe central du faisceau ionisant et formant une succession de chambres d' ionisation dont au moins une chambre d'ionisation est réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym; chacune des feuilles de support ayant sur ses deux faces une ou plusieurs électrodes ; b) mettre chacune des feuilles de support à un potentiel tel que les deux faces de chacune des feuilles de support aient la même polarité ; c) arranger les feuilles de support de telle sorte que les feuilles de support successives présentent une polarisation alternée ; d) déterminer les forces électrostatiques présentes à l'intérieur de ladite chambre ionisante réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym ; e) équilibrer lesdites forces électrostatiques au moyen de moyens complémentaires . Méthode selon la revendication 12, dans laquelle ladite au moins une chambre d' ionisation est réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure à 20 ym, de préférence inférieure ou égale à 15 ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à 10ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à 5ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à lym. 14. Méthode selon la revendication 12 ou 13, dans laquelle au moins une des feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym comprend au moins sur une de ses faces une électrode, de préférence collectrice, reliée à une électronique de mesure par une piste située sur la même face de la feuille de support que celle comprenant la dite électrode. 15. Méthode selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, dans laquelle lesdits moyens complémentaires comprennent une plaque rigide ou souple comprenant au moins une électrode mise à un potentiel apte à équilibrer les forces électrostatiques présentes à l'intérieur de ladite chambre d'ionisation. 16. Méthode selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, dans laquelle l'étape d'équilibrage comprend en outre l'application d'une tension adéquate sur les feuilles de support. 17. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 pour le contrôle en ligne de faisceaux de particules obtenus par des techniques de délivrance passive. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 pour le contrôle en ligne de faisceaux de particules obtenus par des techniques de délivrance dynamique. |
D'UN FAISCEAU ENERGETIQUE
DOMAINE TECHNIQUE
[0001] La présente invention se rapporte au domaine de contrôle en ligne d'un faisceau. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif comprenant plusieurs chambres d' ionisation, permettant de mesurer la dose déposée par un faisceau ionisant ainsi que le champ de ce faisceau.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE
[0002] L' hadron-thérapie est une branche de la radiothérapie, permettant de délivrer avec précision une dose sur un volume cible, une tumeur, tout en préservant les tissus sains environnants. Un appareil d' hadron-thérapie comprend un accélérateur produisant un faisceau de particules chargées, un moyen de transport du faisceau et une unité d'irradiation. L'unité d'irradiation délivre une distribution de dose sur le volume cible et comprend généralement des moyens de contrôle de la dose délivrée. Deux grands modes de délivrance de faisceaux de particules sont employés en hadron-thérapie : un premier mode de délivrance comprend les techniques dites de diffusion passive du faisceau et un second mode de traitement plus élaboré comprend les techniques dynamiques de balayage de faisceau . [0003] Les méthodes de diffusion passive font appel à un dégradeur d'énergie ajustant le trajet des particules jusqu'au point de profondeur maximum de la région à irradier. Le dégradeur d'énergie est également utilisé en combinaison avec une roue de modulation ainsi qu'un compensateur et un collimateur spécifique au patient permettant d'obtenir une distribution de dose qui coïncide au mieux avec le volume cible. Un défaut majeur de cette technique est que des tissus sains avoisinants localisés en amont et à l'extérieur du volume cible peuvent être également soumis à des doses élevées de faisceaux. De plus, la nécessité d'utiliser un compensateur et un collimateur spécifique à la tumeur du patient et à l'angle d'irradiation rend la procédure compliquée et coûteuse.
[0004] Un mode de délivrance de faisceau dynamique comprend les méthodes dites « PBS » pour Pencil Beam Scanning dans laquelle un fin faisceau de particules orienté selon l'axe z est balayé selon un plan orthogonal à cet axe z sur le volume cible par le moyen d'aimants de balayage. En faisant varier l'énergie du faisceau de particules, différentes couches dans le volume cible peuvent être irradiées successivement. De cette manière, la dose de radiation peut être délivrée sur l'entièreté du volume cible.
[0005] Une première méthode de la technique dite de « Pencil Beam Scanning » est une méthode appelée spot scanning. Dans cette méthode, l'irradiation de couches de volume cible est réalisée par la délivrance de dose prescrite de faisceau à des positions discrètes de ce volume et en interrompant le faisceau entre chaque changement de position. [0006] Une autre méthode de « Pencil Beam Scanning » est la technique dite de balayage continu, où le faisceau est balayé de manière continue en suivant une figure prédéfinie. Pendant le balayage d'une couche, l'intensité du faisceau peut varier en chaque instant de manière à délivrer une dose précise à la juste place dans le volume cible, tel que spécifié dans le plan de traitement. Dans d'autres techniques plus avancées de délivrance du faisceau, la vitesse de balayage peut être ajustée instant par instant, de manière à avoir un degré de liberté supplémentaire pour moduler l'intensité du faisceau.
[0007] Avec la technique du PBS, non seulement des doses de distribution homogènes peuvent être délivrées sur un volume cible, mais également des doses non- homogènes. Typiquement, une combinaison de plusieurs traitements avec des faisceaux provenant de différentes directions est nécessaire pour produire une dose de radiation « sur mesure » qui maximise la dose dans le volume cible tout en protégeant les tissus sains avoisinants. Bien qu'une distribution de dose tridimensionnelle dans le volume cible résultant d'une irradiation dans une seule direction peut ne pas être uniforme, on s'arrange pour que la contribution de chaque irradiation dans plusieurs directions produise une dose uniforme dans le volume cible. Un traitement délivrant des faisceaux déposant des doses non homogènes dont l'intégration de chaque contribution de faisceau permet l'obtention d'une dose homogène dans un volume cible est appelé IMPT (Intensity modulated
Particle therapy) ou Thérapie par particules à intensités modulées. La spécification du traitement est réalisée par des systèmes avancés de planning de traitement utilisant des algorithmes d'optimisation pour spécifier le nombre et les directions de traitement par faisceaux ainsi que les intensités de particules à délivrer pour chaque endroit dans chaque couche à irradier.
[0008] Un autre exemple de technique dynamique est une technique d' irradiation qui diffère du PBS et appelée technique de balayage uniforme, dans laquelle une dose uniforme est délivrée à un volume cible couche par couche, et où le faisceau est balayé continuellement en prenant la forme d'une figure géométrique. Le faisceau ne prend pas la forme du contour de volume cible, mais il est balayé sur une aire géométrique prédéfinie et la conformité latérale est obtenue grâce à un collimateur comprenant plusieurs lames ou grâce à une ouverture spécifique au patient.
[0009] De par la complexité de ces différentes techniques, la vérification de la dose envoyée au patient est un point crucial. La calibration d'un appareil de hadron-thérapie est standardisée et s'effectue à l'aide d'un fantôme d'eau qui comprend principalement un détecteur, généralement une chambre d'ionisation ou une matrice de pixels, pouvant être déplacé ou non dans un grand récipient rempli d'eau, l'eau dont la densité et le pouvoir d'arrêt sont similaires à ceux des tissus humains. Cette calibration est effectuée avant le traitement et le plan de traitement est réalisé sur base de cette calibration.
[0010] Les chambres d' ionisation sont des détecteurs standards de dosimétrie utilisés généralement en radiothérapie. Une chambre d'ionisation comprend une électrode de polarisation séparée d'une électrode collectrice par un gap ou espace comprenant un fluide de nature quelconque.
[0011] On rencontre plusieurs types de chambres d' ionisation comme par exemple les chambres d' ionisation dites cylindriques et les chambres d'ionisation comprenant des plaques parallèles. Les chambres d' ionisation cylindriques comprennent une électrode centrale ou axiale généralement sous la forme d'un très fin cylindre, isolé d'une seconde électrode en forme de cylindre creux ou de capuchon entourant ladite électrode centrale ou axiale. Les chambres d' ionisation comprenant des plaques parallèles comprennent une première plaque supportant une électrode de polarisation, cette première plaque étant séparée d'une seconde plaque comprenant une ou plusieurs électrodes collectrices situées face à l'électrode de polarisation. Les plaques sont séparées par un gap ou espace comprenant un fluide de nature quelconque. Le périmètre de chaque électrode collectrice ou de polarisation déposée sur les plaques est entouré par une résine isolante, elle-même entourée par une électrode de garde.
[0012] Le fluide compris dans le gap ou espace séparant les électrodes collectrice et de polarisation d'une chambre d'ionisation utilisée en dosimétrie est le plus souvent un gaz. Lorsqu'un faisceau ionisant traverse la chambre d' ionisation, il y a ionisation du gaz compris entre les électrodes et des paires ion- électron se créent. Un champ électrique est généré en appliquant une différence de potentiel entre les deux électrodes de la chambre d'ionisation. La présence d'un champ électrique permet de séparer ces paires ion- électron et de les faire dériver sur les électrodes respectives, induisant un courant au niveau de ces électrodes qui sera détecté et mesuré.
[0013] Pendant le traitement, il est également indispensable de contrôler que la dose délivrée au patient corresponde à la dose prescrite dans le plan de traitement, par exemple à l'aide d'une chambre d'ionisation. Une éventuelle déviation du faisceau doit également pouvoir être détectée. Le document « A pixel chamber to monitor the beam performances in hadron therapy », R. Bonin et al., Nucl . Instr. & Methods in
Phys. Reas. A 519 (2004) 674-686, décrit une chambre d'ionisation comprenant une cathode de 25ym d'épaisseur composée d'une feuille de mylar sur laquelle a été déposée de l'aluminium, et une anode étant composée d'une feuille de Vetronite de lOOym d'épaisseur prise en sandwich entre deux feuilles de cuivre de 35ym chacune. A l'aide de la technique PCB, la dite anode est segmentée en 32 X 32 pixels d'un côté et chaque pixel est relié par un via traversant la feuille de Vetronite à une piste située de l'autre côté de l'anode. Chaque piste relie un pixel à un dispositif de mesure du signal. Toutefois, cette chambre d'ionisation à pixels présente certains inconvénients dont un premier est l'instabilité mécanique. La distance entre les deux électrodes est définie par une armature externe. Une déformation mécanique ou un effet microphonique peut affecter la distance entre les deux électrodes de manière significative, affectant ainsi l'exactitude et la précision de la mesure. Un autre problème de ce dispositif est son manque de
« transparence » vis-à-vis d'un faisceau. En effet, l'épaisseur non négligeable de cuivre présente sur l'anode induit de la diffusion de faisceau. [0014] Le document WO2006126084 résout en partie ces problèmes en remplaçant les couches de cuivre formant chaque pixel par des couches de graphite. De plus une couche intermédiaire percée de trous entourant chaque pixel est présente entre l'anode et la cathode formant ainsi une pluralité de chambres. Des points d'attache fixent la couche intermédiaire avec l'anode et la cathode, de manière à laisser passer de l'air et à stabiliser la distance entre l'anode et la cathode. Néanmoins, ce genre de détecteur induit toujours une diffusion du faisceau de manière angulaire et longitudinale, d'où la nécessité de pouvoir réaliser un détecteur le plus « transparent » possible, autrement dit dont l'épaisseur équivalent-eau (WET) est minimale afin de ne pas dégrader les propriétés du faisceau.
[0015] De manière générale, l'épaisseur équivalent- eau d'une portion de matériau m d'épaisseur l m traversée par un faisceau de particules donnée et d'énergie donnée est définie comme l'épaisseur d'eau produisant la même perte d'énergie du faisceau que la portion de matériau m d'épaisseur l m . L'épaisseur équivalent-eau d'un matériau m de portion l m traversé par un faisceau énergétique est donnée par l'équation suivante :
(équation 1)
Où:
p m est la densité du matériau m, en g/cm ;
p w est la densité de l'eau, en g/cm 3
l m est l'épaisseur du matériau, en cm est le pouvoir d'arrêt du matériau sur p dx
faisceau, relatif à la densité du matériau m, en MeV*cm 2 /g
f 1 άΕ est le pouvoir d'arrêt de l'eau sur le p dx
faisceau relatif à la densité de l'eau, en MeV*cm 2 /g.
[0016] Une minimisation de l'épaisseur équivalent- eau pour une chambre d' ionisation peut être obtenue en réduisant l'épaisseur des plaques supportant les électrodes et en utilisant pour celles-ci des matériaux de masse atomique moyenne relativement basse. Toutefois, il existe une épaisseur limite pour ces plaques supportant les électrodes en dessous de laquelle plusieurs problèmes peuvent survenir.
[0017] Un premier problème dont il faut tenir compte est l'augmentation de la capacitance au niveau des électrodes sur la feuille de support. En effet, différences de charges trop importantes entre les deux faces d'une même feuille peut entraîner un claquage de la feuille. Pour un condensateur plan, la capacitance est donnée par G =£ 0 '£ r '— A r avec,
So : la permittivité du vide ;
s r : la permittivité relative au matériau ;
A : l'aire de la plaque, de l'électrode ;
d : l'épaisseur de la plaque, de l'électrode.
[0018] Un second problème est la présence de bruit microphonique affectant la distance entre les électrodes et réduisant la précision et l'exactitude de la mesure.
[0019] D'autre part, dans le cas d'une plaque de support d'épaisseur réduite, il devient difficile de faire passer à travers la plaque un via reliant une ou plusieurs surfaces collectrice ou de polarisation à une ou plusieurs pistes sans affecter la stabilité mécanique de la plaque.
[0020] Le document US 6,011,265 décrit un détecteur comprenant une seule chambre d'ionisation comprenant une pluralité de feuilles de support arrangées en parallèle et séparées l'une de l'autre par un intervalle. La chambre d'ionisation décrite comprend :
- une première feuille de support comprenant une électrode DE ;
- une seconde feuille de support comprenant une électrode collectrice CE se composant d'une pluralité d' anodes élémentaires ;
- une ou deux feuilles de support 10 comprises entre lesdites première et seconde feuilles de support, lesdites feuilles de support 10 étant réalisées en un matériau isolant et métallisées sur leur deux faces de manière à former un premier plaquage métallique 11 et un second plaquage métallique 12, lesdites feuilles de support 10 métallisées comprenant une pluralité de trous perforés, le tout formant un multiplicateur d'électrons ;
- un premier moyen de polarisation Bl de l'électrode DE située sur la première feuille ;
- un second moyen de polarisation B2 adapté pour créer une tension électrique de polarisation entre la ledit premier plaquage métallique 11 et le dit second plaquage métallique 12 afin de former au niveau de chaque trou une zone de condensation de champ électrique dans laquelle un champ électrique condensé est généré, ledit champ électrique condensé fonctionnant de manière à générer à partir dudit photoélectron, considéré comme un électron primaire, une avalanche électronique ;
- un troisième moyen de polarisation B3 adapté pour créer une tension électrique de polarisation qui est appliquée à ladite électrode collectrice CE pour permettre la détection de ladite avalanche électronique .
[0021] Le détecteur décrit dans US 6,011,265 peut également comprendre un second ensemble d' anodes élémentaires disposées sur la deuxième face de la seconde feuille de support de manière à former un détecteur bidimensionnel . Toutefois, dans les techniques de hadronthérapie, utilisant notamment des courants de faisceau de haute intensité, les dispositifs de contrôle du faisceau utilisés sont des chambres d'ionisation fonctionnant en régime saturé, de manière à ce que l'efficacité de collection de charges soit maximale. Il convient donc de minimiser les phénomènes de recombinaison de charges suite à l'ionisation du gaz présent à l'intérieur d'une chambre d' ionisation pouvant nuire à la saturation de la chambre et donc à la précision de la mesure. Il n'est dès lors pas permis pour ce type de faisceaux d'utiliser une chambre d'ionisation dans laquelle on amplifie les charges produites suite à l'ionisation du gaz telle que décrite dans le document US 6,011,265. BUTS DE L'INVENTION
[0022] Il est donc nécessaire de pouvoir réaliser un détecteur suffisamment transparent à un faisceau de radiothérapie, de manière à ce que la dose soit délivrée au patient avec précision et exactitude en minimisant les phénomènes de diffusion et d'altération du faisceau. La construction d'un tel détecteur doit également tenir compte des problèmes de capacité, d'effet microphonique et de stabilité mécanique.
[0023] Un des buts de la présente invention est la réalisation d'un dispositif de dosimétrie comprenant un ensemble de chambres d' ionisation permettant de contrôler la dose d'un faisceau envoyée sur un patient, le dispositif ne comportant pas les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur.
[0024] Plus particulièrement, le but de la présente invention est de minimiser l'épaisseur équivalent-eau d'un dispositif de dosimétrie afin de délivrer une dose sur le patient qui soit la plus exacte et précise possible.
[0025] Un but complémentaire de la présente invention est d' obtenir une bonne dynamique de détection, notament par la suppression ou la réduction de la capacité intrinsèque des plaques de support des chambres d'ionisation tout en réduisant l'épaisseur des ces plaques de support.
[0026] Un but complémentaire de la présente invention est d'avoir un dispositif dont les électrodes collectrices gardent une uniformité de réponse sur toute leur surface en prévenant la déformation de ces plaques de support d'épaisseur fines et soumises à un champ électrique élevé. [0027] Un but complémentaire de la présente invention est de fournir un dispositif pouvant mesurer à la fois avec précision la dose déposée par un faisceau ainsi que le champ de ce même faisceau.
[0028] Un but complémentaire de la présente invention est de fournir un dispositif « universel » permettant de mesurer aussi bien les propriétés d'un faisceau obtenu par une technique de délivrance passive que par une technique dynamique.
RESUME DE L'INVENTION
[0029] Selon un premier aspect, la présente invention se rapporte à un dispositif de contrôle en ligne d'un faisceau ionisant généré par une source radiative et délivré sur une cible, ledit dispositif comprenant une pluralité de feuilles de support arrangées en parallèle et séparées l'une de l'autre par un intervalle ; lesdites feuilles de support étant positionnées perpendiculairement par rapport à l'axe central du faisceau ionisant et formant une succession de chambres d' ionisation dont au moins une chambre d'ionisation est réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym; chacune des feuilles de support ayant sur ses deux faces une ou plusieurs électrodes mises à un potentiel tel que les deux faces de chacune des feuilles de support aient la même polarité ; les feuilles de support étant arrangées de telle sorte que les feuilles de support successives présentent une polarisation alternée ; ledit dispositif présentant en outre des moyens complémentaires aptes à équilibrer les forces électrostatiques présentes à l'intérieur de ladite chambre d'ionisation réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym.
[0030] Préférablement , dans le dispositif selon l'invention, la au moins une chambre d'ionisation est réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure à 20ym, de préférence inférieure ou égale à 15 ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à 10ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à 5ym , encore plus de préférence inférieure ou égale à lym.
[0031] Préférablement , dans le dispositif selon l'invention, les moyens complémentaires comprennent une plaque rigide, parallèle et située en face de la feuille de support comprenant sur chacun de ses faces une électrode collectrice et participant à la formation de la chambre d'ionisation réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym; la plaque rigide comprenant en outre au moins une électrode mise à un potentiel apte à équilibrer les forces électrostatiques présentes à l'intérieur de la chambre d'ionisation.
[0032] Préférablement , dans le dispositif selon l'invention, les moyens complémentaires comprennent une plaque rigide ou souple, de préférence souple, parallèle et située en face de la feuille de support comprenant sur chacun de ses faces une électrode de polarisation et participant à la formation de la chambre d'ionisation réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym; la plaque rigide ou souple comprenant en outre au moins une électrode mise à un potentiel apte à équilibrer les forces électrostatiques présentes à l'intérieur de la chambre d'ionisation.
[0033] Préférablement , dans le dispositif selon l'invention, les intervalles entre chaque feuille de support sont constants.
[0034] Préférablement , dans le dispositif selon l'invention, au moins une des feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym comprend au moins sur une de ses faces une électrode, de préférence collectrice, reliée à une électronique de mesure par une piste située sur la même face de la feuille de support que celle comprenant la dite électrode,, de feuille de support ne soit affectée de façon pré udiciable.
[0035] Préférablement , le dispositif selon l'invention comprend des feuilles de support présentant sur leur deux faces des électrodes collectrices en alternance avec des feuilles de support présentant sur leur deux faces des électrodes de polarisation.
[0036] Préférablement , dans le dispositif selon l'invention, chaque électrode collectrice est reliée à une électronique de mesure par une piste située sur la même face de la feuille de support que celle comprenant ladite électrode collectrice.
[0037] Préférablement , dans le dispositif selon l'invention, certaines électrodes collectrices prennent la forme de bandes disposées de manière parallèle.
[0038] Selon un autre aspect, l'invention concerne un dispositif destiné à la mesure de faisceaux ionisants, le dispositif comprenant une feuille de support présentant deux faces et ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym, de préférence inférieure à 20 ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à 15 ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à 10ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à 5ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à lym ; la feuille de support comprenant sur au moins une des faces une électrode, de préférence collectrice, reliée à une électronique de mesure par une piste située sur la même face de la feuille de support que celle comprenant l'électrode.
[0039] Préférablement , dans le dispositif selon l'invention, l'électrode prend la forme d'un disque dont le périmètre est séparé par un gap ou une résine isolante d'une couche de garde qui s'étend sur le reste de la feuille de support, et l'électrode en forme de disque est reliée à une électronique de mesure par une piste située sur la même face de la dite feuille de support que la face comprenant l' électrode en forme de disque, la piste étant recouverte d'une résine isolante, et la résine isolante est recouverte par une fine couche de matériau conducteur qui s'étend sur la couche de garde .
[0040] Selon un autre aspect, l'invention concerne une méthode pour le contrôle en ligne d'un faisceau ionisant généré par une source radiative et délivré sur une cible, la méthode comprenant les étapes de :
a) fournir d'une pluralité de feuilles de support arrangées en parallèle et séparées l'une de l'autre par un intervalle ; les feuilles de support étant positionnées perpendiculairement par rapport à l'axe central du faisceau ionisant et formant une succession de chambres d' ionisation dont au moins une chambre d'ionisation est réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym; chacune des feuilles de support ayant sur ses deux faces une ou plusieurs électrodes ;
b) mettre chacune des feuilles de support à un potentiel tel que les deux faces de chacune des feuilles de support aient la même polarité ;
c) arranger les feuilles de support de telle sorte que les feuilles de support successives présentent une polarisation alternée ;
d) déterminer les forces électrostatiques présentes à l'intérieur de la chambre d'ionisation réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym ;
e) équilibrer les forces électrostatiques au moyen de moyens complémentaires.
[0041] Préférablement , dans la méthode selon l'invention, la au moins une chambre d'ionisation est réalisée à l'aide de feuilles de support ayant une épaisseur inférieure à 20 ym, de préférence inférieure ou égale à 15 ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à lOym, encore plus de préférence inférieure ou égale à 5ym, encore plus de préférence inférieure ou égale à lym.
[0042] Préférablement , dans la méthode selon l'invention, au moins une des feuilles de support ayant une épaisseur inférieure ou égale à lOOym comprend au moins sur une de ses faces une électrode, de préférence collectrice, reliée à une électronique de mesure par une piste située sur la même face de la feuille de support que celle comprenant la dite électrode, de manière à. ce que la stabilité mécanique de la.d.ite feuille de support ne soit affectée de façon pré udiciable .
[0043] Préférablement , dans la méthode selon l'invention, les moyens complémentaires comprennent une plaque rigide ou souple comprenant au moins une électrode mise à un potentiel apte à équilibrer les forces électrostatiques présentes à l'intérieur de ladite chambre d'ionisation.
[0044] Préférablement , dans la méthode selon l'invention, l'étape d'équilibrage comprend en outre l'application d'une tension adéquate sur les feuilles de support.
[0045] Selon un autre aspect, l'invention concerne l'utilisation du dispositif comme décrit ci-dessus pour le contrôle en ligne de faisceaux de particules obtenus par des techniques de délivrance passive.
[0046] Selon encore un autre aspect, l'invention concerne l'utilisation du dispositif comme décrit ci- dessus pour le contrôle en ligne de faisceaux de particules obtenus par des techniques de délivrance dynamique .
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0047] Les dessins suivants sont donnés à des fins illustratives et n'entendent en aucune façon limiter la portée de la présente invention. Par ailleurs, les proportions des différentes figures ne sont pas respectées .
[0048] La fig.l représente un premier mode de réalisation de l'invention comprenant une ou deux chambres d'ionisation intégrale selon qu'une des feuilles de support située à l'extrémité soit souple ou rigide . [0049] La fig. 2 représente une face d'une feuille de support comprenant une électrode collectrice reliée à une électronique de mesure.
[0050] La fig. 3 représente une face d'une feuille de support comprenant une électrode collectrice en forme de disque reliée à une électronique de mesure.
[0051] La fig. 4 représente un second mode de réalisation de l'invention dont toutes les feuilles de support sont souples.
[0052] La fig. 5 représente un troisième mode de réalisation de l'invention comprenant deux chambres d' ionisation intégrale et deux chambres d' ionisation à bandes .
[0053] La fig. 6 représente un quatrième mode de réalisation de l'invention comprenant deux paires de chambres d' ionisation intégrales et deux paires de chambres d'ionisation à bandes.
[0054] La fig. 7 représente un représente un cinquième mode de réalisation de l'invention comprenant des chambres d'ionisation intégrales, des chambres d'ionisation à bandes, et deux chambres d'ionisation de référence .
[0055] La fig. 8 représente un sixième mode de réalisation de l'invention comprenant des chambres d'ionisation intégrales, des chambres d'ionisation à bandes, des chambres d'ionisation de référence et des chambres d' ionisation comprenant des électrodes collectrices en forme de disque.
[0056] La fig. 9 représente un septième mode de réalisation comprenant deux chambres d' ionisations de référence entourée de deux ensembles de chambres d' ionisation, situé de chaque côté de ces chambres d'ionisation de référence, un premier ensemble de chambres d' ionisation comprenant des chambres d' ionisations à bandes et des chambres d' ionisation intégrales, un second ensemble comprenant des chambres d' ionisation à bandes et des chambres d' ionisation comprenant des électrodes collectrices en forme de disque .
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
[0057] La fig. 1 représente le dispositif de dosimétrie de la présente invention comprenant au moins deux chambres d' ionisation comprenant au moins deux feuilles souples supportant une ou plusieurs électrodes et appelées « feuilles de support » 10, 20 réalisées en un matériau de faible densité, de masse atomique moyenne inférieure à 20, présentant une bonne souplesse et une bonne résistance à l'irradiation, comme par exemple du polyéthylène téréphtalate bi- axialement orienté, plus connu sous le nom de mylar, ou encore du poly (4, 4 ' -oxydiphénylène-pyromellitimide, plus connu sous le nom de kapton, ces matériaux ne constituant en aucun cas une limitation de la présente invention. Préférablement , les au moins deux feuilles de support ont une épaisseur comprise entre le micromètre et le millimètre, plus préférablement comprise entre le micromètre et la centaine de micromètre, plus préférablement entre un micromètre et vingt micromètres.
[0058] Au moins deux feuilles de support 10, 20 formant une première chambre d' ionisation sont recouvertes sur leurs deux faces d'une couche de matériau conducteur jouant le rôle d'électrode. Préférablement , le dit matériau conducteur est déposé sur la feuille de support par une technique de dépôt, de manière à obtenir une couche de matériau conducteur compris entre un nanomètre et un micron, préférablement compris entre 100 nanomètres et un micron, préférablement compris entre 100 et 500 nanomètres.
Préférablement le dit matériau conducteur est un métal ou du graphite, plus préférablement un métal.
[0059] Par rapport aux plaques de support connues de l'état de la technique et obtenues généralement par la technique PCB, les feuilles de support de la présente invention ont pour avantage de produire moins de diffusion et d'altération des propriétés du faisceau. Néanmoins, la diminution de l'épaisseur des feuilles de support par rapport à celles employées couramment dans l'état de la technique à pour conséquence l'apparition de nouveaux problèmes, un premier problème étant la localisation de la piste ramenant le signal vers un dispositif de mesure du signal, deuxièmement, un second problème étant un effet capacitif important au niveau des feuilles et un troisième problème étant la vibration des feuilles lorsque celle-ci sont soumises à un potentiel électrique.
[0060] Classiquement, une électrode collectrice est reliée à une piste par un via traversant une couche isolante disposée entre la surface de l'électrode et la plaque de support, la dite piste ramenant le signal à un appareil de mesure. Dans le cas d'une feuille de support dont on souhaite minimiser l'épaisseur, cet arrangement n'est pas souhaitable. La fig. 2 représente une feuille de support de la présente invention comprenant une électrode collectrice 11 destinée à une mesure de faisceau délivré par une technique dynamique, ce type d'électrode étant appelé « électrode collectrice intégrale », la dite électrode collectrice 11 étant reliée à une électronique de mesure 9 par une piste 13 située sur la même face de la feuille de support que l'électrode 11. La dite piste est déposée sur chaque feuille de support en utilisant la même technique de dépôt que celle employée pour le dépôt des électrodes. Préférablement , chaque électrode collectrice ainsi que la piste la reliant à l'appareil de mesure est séparée d'une couche de garde 12 par un vide 14 ou une résine isolante 14 entourant le périmètre de l'électrode collectrice. La figure 3 représente une feuille de support comprenant une électrode en forme de disque destinée à la mesure d'un faisceau délivré par une technique passive. La piste de cette électrode collectrice ne devant pas être exposée au faisceau, sous peine de fournir une mesure dépendante du champ de ce faisceau, cette dite piste est recouverte d'une fine couche de résine isolante, elle-même recouverte d'une fine couche de matériau conducteur s' étendant sur la couche de garde.
[0061] La capacité d'un condensateur est directement proportionnelle à l'aire du condensateur et inversement proportionnelle à la distance séparant les plaques du condensateur. Une feuille de support comprenant une électrode collectrice sur une face et une électrode de polarisation sur son autre face, peut être assimilée à un condensateur. Dans le cas d'une feuille de support ayant une épaisseur telle que dans le dispositif de la présente invention, avec une différence de potentiel entre les deux électrodes situées des deux côtés de la feuille, le risque de claquage de celle-ci est très élevé. Le claquage d'une feuille est une décharge se produisant entre les deux plaques isolées du condensateur lorsque trop de charges se sont accumulées d'un côté de ce condensateur, la décharge endommageant la couche isolante du condensateur.
[0062] D'autre part, un effet capacitif important au niveau de la feuille de support aura pour conséquence de retarder la transmission des charges vers l'électronique de mesure et d'augmenter le temps de réponse du détecteur. On risque donc de commencer la détection de la dose déposée par le faisceau au moment où la dose nécessaire aura été déjà été envoyée sur le patient, et d'envoyer ainsi un excès de dose endommageant les tissus sains.
[0063] Dans le dispositif représenté sur la figure 1, l'arrangement des électrodes sur les feuilles de support résout ces problèmes de capacitance. Chaque feuille de support 10, 20 comprend sur ses deux faces une électrode ayant la même polarisation. Une première feuille de support 10 comprend sur ses deux faces une électrode collectrice 11, 15 ayant préférablement une polarisation proche de celle de la masse. Les deux faces d'une seconde feuille de support 20 comprennent chacune une électrode de polarisation 21, 22 préférablement reliées par une piste à un générateur mis à un potentiel positif ou négatif. Chaque piste reliant une électrode de polarisation au générateur étant située sur la même face de la feuille de support que la dite électrode de polarisation. On obtient ainsi deux feuilles de support 10, 20 dont les deux faces d'une même feuille de support sont polarisées de la même manière, ce qui permet de diminuer fortement l'effet capacitif de part et d'autre d'une feuille de support .
[0064] Chaque feuille de support 10, 20 est maintenue dans un support, par exemple, un support fabriqué en résine époxy, le dit support garantissant une bonne tension mécanique et une bonne isolation de chaque feuille de support. Les deux feuilles de support sont fixées de manière à ce qu'un gap soit créé entre ces deux ci. Le support comprend par exemple des entretoises à haute résistance électrique, dont les dimensions sont calibrées avec de très petites tolérances. Une grande précision sur les gaps séparant les feuilles de support doit être garantie car le champ et donc la force électrostatique dépendent de la tension électrique appliquée et de la distance entre chaque feuille de support.
[0065] Avantageusement, la réalisation d'un détecteur comprenant des feuilles de support souples et d'épaisseur relativement fine doit également tenir compte de l'effet microphonique. La différence de potentiel créée entre deux feuilles de support aussi fines que celles de la présente invention a pour effet de faire gondoler et/ou vibrer ces feuilles de support ce qui altère la détection des charges crées par l'ionisation du gaz compris entre les deux feuilles de support traversées par un faisceau puisque le gap compris entre ces deux feuilles de support varie continuellement. De même, le bruit extérieur produit également de l'effet microphonique sur une telle chambre d' ionisation, le dispositif devra donc également minimiser la contribution du bruit extérieur.
[0066] Afin de réduire cet effet microphonique, et surtout d'obtenir une réponse de l'électrode collectrice uniforme sur toute sa surface, deux plaques ou feuilles 16, 18 sont situées de part et d'autre de la chambre d' ionisation 1 formée par les deux feuilles de support 10, 20. Ces deux plaques ou feuilles 16, 18 comprennent des électrodes 17, 19 mises à un potentiel choisi de telle manière à créer une force électrostatique F E 2 s ' équilibrant avec la force électrostatique F E i créée par la polarisation des feuilles de support 10, 20 de la chambre d'ionisation 1.
[0067] Une première plaque 16, préférablement rigide, est située face et de manière parallèle à l'électrode collectrice 15 située vers l'extérieur de la chambre d'ionisation 1. Cette plaque 16 comprend une électrode 17 qui est mise à un potentiel choisi de manière à équilibrer la force électrostatique F E i s' exerçant sur la feuille de support 10 et résultant du champ électrique crée par la différence de polarité entre l'électrode collectrice 11 et l'électrode de polarisation 21 localisées vers l'intérieur de la chambre d'ionisation 1. Préférablement , le gap séparant l'électrode 17 comprise sur la première plaque 16 de l'électrode 15 comprise sur la feuille de support 10, est identique au gap séparant les électrodes collectrice 11 et de polarisation 21 comprises à l'intérieur de la chambre d'ionisation 1. Plus préférablement , la tension appliquée sur l'électrode 17 de la plaque 16 est égale celle appliquée sur les électrodes de polarisation 21, 22 de la feuille de support 20.
[0068] Une seconde plaque 18, rigide ou non, est située face et de manière parallèle à la feuille de support 20 comprenant les électrodes de polarisation
21, 22. Cette seconde plaque 18 comprend une électrode 19 mise à un potentiel choisi de manière à équilibrer la force électrique FE1 crée par la polarisation des électrodes 21, 22 de la plaque de support 20. Il n'est pas nécessaire que cette seconde plaque 18 soit rigide si l'électrode 19 comprise sur cette plaque 18 n'est pas une électrode collectrice, cette électrode 19 avec l'électrode 22 ne formant dès lors pas une chambre d' ionisation .
[0069] La feuille de support 10 comprenant sur ses deux faces une électrode collectrice 11, 15, des charges crées par l'ionisation du gaz par le faisceau sont collectées des deux côtés de cette feuille. Des différences au niveau des charges sur chaque plaque d'une même feuille peuvent entraîner un léger effet capacitif pouvant interférer sur le temps de mesure au niveau de l'électronique de mesure. Afin d'éviter ce désagrément, le signal électrique produit aux deux électrodes collectrices 11, 15 et résultant de l'ionisation du gaz est préférablement sommé physiquement avant d'être envoyé sur l'électronique de mesure. La feuille de support 10 comprenant les deux électrodes collectrices 11, 15 situées de chaque côté de cette même feuille est donc commune à deux chambres d' ionisation, une première chambre d' ionisation 1 étant formée par les deux feuilles de support 10, 20 et une seconde chambre d' ionisation 2 étant formée par la feuille de support 10 comprenant les électrodes collectrices et la plaque rigide 16. Il est donc préférable, dans ce cas, que ces dites chambres d'ionisation 1, 2 aient le même gap . C'est pourquoi la plaque 16, localisée face à l'électrode collectrice 15 de la feuille de support 10 est une plaque rigide, réduisant ainsi les effets microphoniques et garantissant un gap constant dans les deux chambres d'ionisation 1, 2 nécessaire à une mesure exacte et précise de la dose.
[0070] La figure 4 présente un mode de réalisation de l'invention dans lequel la plaque rigide 16 a été remplacée par une feuille de support 30 dont une électrode de polarisation est présente sur ses deux faces, cette feuille de support étant préférablement identique à la feuille de support 20 comprenant une électrode de polarisation sur ses deux faces. On a ainsi un ensemble de deux chambres d'ionisation 1, 2, comprenant une électrode collectrice commune à ces deux chambres d' ionisation et collectant la même quantité de charges. Deux feuilles 18, 40, comprennent respectivement des électrodes 19 et 41 préférablement mises à un potentiel identique ou proche de celui des électrodes collectrices. Ces feuilles 18, 40 sont situées de part et d'autre du dit ensemble de chambres d' ionisation, et leurs électrodes créent une force électrostatique équilibrante F E2 de sens opposé aux Forces électrostatiques F E i s' exerçant sur les feuilles de support 10, 30 comprenant les électrodes de polarisation mises par exemple à un potentiel négatif. Les feuilles 18, 40 situées de part et d'autre du dit ensemble de chambres d'ionisation 1, 2 ne doivent pas nécessairement être rigides puisque l'on ne collecte pas de charge dans l'espace formé par ces feuilles 18,
40 et les feuilles de support 20, 30 situées face à celle-ci .
[0071] Comme dans le cas précédent, les signaux collectés sur l'électrode collectrice de la chambre d' ionisation 1 et 2 sont sommés et envoyés vers une électronique de mesure, par exemple un intégrateur de charges .
[0072] La fig. 5 représente un autre mode de réalisation de la présente invention dédicacé à la technique dite de « Pencil beam scanning ». Le dispositif comprend un ensemble de chambre d' ionisation parallèles entre elles, chaque chambre d'ionisation comprenant une feuille de support souple et fine sur laquelle est déposée par un procédé d' évaporation une fine couche de matériau conducteur servant d'électrode collectrice ou de polarisation. Deux feuilles de support 40, 18 sur lesquelles sont déposées par un procédé d' évaporation des électrodes sont préférablement mises à la masse et situées parallèlement de part et d'autre du dit ensemble de chambres d'ionisation. L'ensemble de chambres d' ionisation comprend deux sous-ensembles de chambres d'ionisation. Un premier sous-ensemble de chambres d' ionisation, comprend deux chambres d' ionisation intégrales 203, 204 mesurant la dose déposée par le faisceau. Ce premier sous-ensemble de chambres d' ionisation comprend :
- une première feuille de support 105 comprenant sur ses deux faces une électrode de polarisation ;
une seconde feuille de support 104 comprenant sur ses deux faces une électrode collectrice, cette feuille de support étant commune aux deux chambres d'ionisation 203, 204 du premier sous ensemble de chambres d'ionisation, l'électrode collectrice couvrant au moins 90% de la feuille de support, étant entourée d'une électrode de garde et dont la structure est celle représentée sur la figure 2 ; - une troisième feuille de support 103 comprenant sur ses deux faces une électrode de polarisation, cette feuille de support étant commune avec la chambre d'ionisation 203 du premier sous ensemble de chambres d' ionisation et avec une des chambres d'ionisation 202 du second sous ensemble de chambres d'ionisation.
Les dites électrodes collectrices et de polarisation s'étendent sur une zone couvrant au moins 90% de leur feuille de support, de manière à créer et à collecter le maximum de charges. Un second sous- ensemble de deux chambres d'ionisation 201, 202 comprend :
- la dite feuille de support 103 ;
une seconde feuille de support 102 sur laquelle sont déposées des électrodes collectrices en forme de bandes entourée d'une couche de garde séparée de ces électrodes par un matériau isolant, de manière à mesurer le champ de faisceau, chaque bande d'une face de la feuille de support étant reliée à une électronique de mesure par une piste située sur la même face de la dite seconde feuille de support.
- une troisième feuille de support 101 comprenant sur ses deux faces une électrode de polarisation.
[0073] Le premier sous-ensemble de chambres d'ionisation 203, 204 est adjacent au second sous- ensemble de chambres d'ionisation 201, 202, une chambre d'ionisation 203 du premier sous-ensemble ayant une feuille de support 103 en commun avec une chambre d'ionisation 202 du second sous-ensemble de chambres d'ionisation. Le premier sous-ensemble de chambres d' ionisation comprend deux chambres d' ionisation intégrales 203, 204, formées par une feuille de support
103, 105, comprenant sur chaque face une électrode de polarisation, et une feuille de support 104 commune aux deux chambres d'ionisation 203, 204, la feuille de support 104 comprenant une électrode collectrice sur chaque face .
[0074] Préférablement , l'ensemble de chambres d' ionisation du dispositif de la présente invention comprend un troisième et un quatrième sous-ensemble de chambres d'ionisation, comme représenté sur la fig. 6. Préférablement , les chambres d'ionisation intégrales 203, 204, 205, 206 sont localisées vers l'intérieur du dispositif alors que les chambres d'ionisation 201, 202, 207, 208, comprenant des électrodes en forme de bandes sont localisées vers les extrémités du dispositif. Cette disposition permet d'avoir un signal stable et précis dans les chambres d' ionisation intégrales 203, 204, 205, 206 mesurant la dose déposée par le faisceau. Préférablement une feuille de support comprenant une électrode collectrice ou non et mise à la masse sur chaque face est alternée avec une feuille de support comprenant une électrode de polarisation sur chaque face. Cette redondance de chambres d'ionisation permet d' avoir une répétition au niveau des mesures et de s'assurer que le dispositif fonctionne correctement en garantissant donc une sécurité maximale pour la mesure de la dose délivrée au patient. En cas de claquage d'une des feuilles de support, il est toujours possible de contrôler la dose envoyée au patient.
[0075] La fig. 6 montre deux sous-ensembles de deux chambres d'ionisation intégrales adjacentes 203, 204, 205, 206, dont :
une feuille de support 104 est commune à deux chambres d'ionisation 203, 204 et dont chacune de ses deux faces comprend une électrode collectrice ;
une feuille de support 105 est commune à deux chambres d'ionisation 204, 205 et dont chacune de ses deux faces comprend une électrode de polarisation
une feuille de support 106 est commune à deux chambres d'ionisation 205, 206 et dont chacune de ses deux faces comprend une électrode collectrice ;
Un sous-ensemble de deux chambres d'ionisation 201, 202 ayant en commun une feuille de support 102 comprenant des électrodes collectrices en forme de bandes sur chacune de ses deux surfaces. Une chambre d'ionisation 202 de ce sous-ensemble est située de manière adjacente à une chambre d'ionisation intégrale 203, et possède en commun avec cette chambre d'ionisation 202 une feuille de support 103 comprenant une électrode de polarisation sur chacune de ses deux surfaces.
Un second sous-ensemble de deux chambres d' ionisation 207, 208 possède en commun une feuille de support 108 comprenant des électrodes collectrices en forme de bande sur chacune de ses deux surfaces. Pour des raisons de clarté, seuls deux dispositifs d'électronique de mesure reliés aux électrodes sont représentés. Une chambre d'ionisation 207 de ce sous- ensemble est située de manière adjacente à une chambre d'ionisation intégrale 206, et possède en commun avec cette chambre d'ionisation 206 une feuille de support 107 comprenant une électrode de polarisation sur chacune de ses deux surfaces. Enfin, une feuille de support 18, 40 comprenant une électrode faisant face aux électrodes de polarisation situées vers l'extérieur des chambres d'ionisation 201, 208 localisées aux extrémités de l'ensemble de chambres d'ionisation, permet l'équilibrage des forces électriques dues à la polarisation des électrodes 101, 103, 105, 107, 109 et contribue à la stabilisation des feuilles de support de chaque chambre d'ionisation de l'ensemble.
[0076] Un sous-ensemble supplémentaire de deux chambres d'ionisation 301, 302 peut être inséré dans le dit ensemble de chambres d' ionisation, comme représenté sur la fig. 7. Préférablement ce sous-ensemble de chambres d'ionisation 301, 302 est disposé au milieu du dispositif, entre les deux sous-ensembles de chambres d'ionisation intégrales 203, 204, et 205, 206. Ce sous ensemble supplémentaire de chambres d'ionisation 301, 302 comprend une feuille de support sur laquelle est déposée des deux côtés de sa surface une électrode équilibrant les champs électrostatiques à l'intérieur du dispositif et pouvant être utilisées comme électrodes collectrices pour fournir un signal de référence lors d'une mesure dans un fantôme d'eau, d'un faisceaux non balayé dont on voudrait intercepter la totalité du flux de particules lors de la mesure dans le dit fantôme. Dans le cas d'une mesure classique dans un fantôme d'eau, il est difficile de positionner une chambre de référence dans un flux de particules sans perturber la mesure de celui-ci. Avec une ou plusieurs chambres de référence dans le dispositif, une telle mesure n'est plus perturbée.
[0077] Préférablement , le premier sous-ensemble de chambres d'ionisation 201, 202 traversé par le faisceau et situé à l'entrée du dispositif comprend des électrodes collectrices en forme de bandes orientées selon un axe x orthogonal à l'axe du faisceau. Le dernier sous-ensemble de chambres d'ionisation 207, 208 traversé par le faisceau comprend des électrodes collectrices en forme de bandes orientées selon un axe y orthogonal à l'axe du faisceau ainsi qu'au dit axe x.
[ 0078 ] Ce dispositif peut être placé à la sortie d'une unité d'irradiation et perturbe peu les propriétés du faisceau de par sa faible épaisseur équivalent-eau, minimisant les effets de diffusion de manière angulaire et longitudinale. On peut par exemple calculer l'épaisseur équivalent-eau d'un détecteur de la présente invention en considérant le dernier exemple de la fig. 6 comprenant 13 feuilles de support faites de polyéthylène téréphtalate bi-orienté (mylar) de par exemple 2.5ym d'épaisseur et recouvertes sur les deux faces d'une fine couche d'or ou d'aluminium de par exemple 200nm d'épaisseur, chaque feuille de support étant séparée l'une de l'autre par un gap d'air de par exemple 5mm. Les différents paramètres de ce présent exemple sont repris dans le tableau 1 pour un faisceau de 200MeV traversant cet exemple de dispositif.
Tableau 1 :
lmylar ( Cltl) Pmylar (g/ Cltl 3 ) (MeV*cm 2 /g) ET mylar (cm)
2, 5E-04 1, 397 4 22E-03 2, 25E-04 lor (cm) por (g/cm 3 ) (MeV*cm 2 /g) WET or (cm)
2E-05 19 2 32E-03 1, 94E-04 lair ( Cltl) Pair (MeV*cm 2 /g) WET air (cm)
0,5 1, 21E-03 3, 95E-03 5, 20E-04 Cet exemple de réalisation de l'invention comprend 13 feuilles de mylar, 26 couches d'or et 12 gaps d'air. L'épaisseur équivalent-eau d'un tel détecteur est donc de (13*2, 25E-04) + (26*1, 94E-04) + (12*5, 20E-04) = 0,014cm pour une longueur de détecteur d'environs 6,13cm. Les épaisseurs des différents matériaux sont données à titre d'exemple uniquement, d'autres épaisseurs ainsi que d'autres matériaux pouvant être choisis pour la réalisation de la présente invention. De même, certaines feuilles de support peuvent présenter des différences de l'une à l'autre en ce qui concerne l'épaisseur et les matériaux choisis.
[0079] Un dispositif permettant de mesurer le champ et la dose d'un faisceau obtenu par une technique de délivrance dite passive peut être réalisé en reprenant la même structure que l'un des dispositifs décrits dans les précédents modes de réalisation, et en remplaçant les chambres d' ionisation intégrales dont les électrodes collectrices recouvrent la quasi-totalité de la surface des feuilles de support, par des chambres d'ionisation dont les électrodes collectrices comprises sur les feuilles de support sont en forme de disque.
[0080] La figure 8 présente un autre mode de réalisation de la présente invention permettant aussi bien la dosimétrie de faisceaux de particules obtenus par des techniques dynamiques que la dosimétrie de faisceaux obtenus par des techniques passives. Ce mode de réalisation représenté sur la fig. 8 comprend à la fois des chambres d'ionisation intégrales 203, 204, 205, 206 et des chambres d'ionisation 401, 402, 403,
404 dont les électrodes collectrices sont en forme de disque. Dans ce mode de réalisation, deux sous- ensembles de deux chambres d' ionisation intégrales et deux sous-ensembles de deux chambres d' ionisation à électrode collectrice en forme de disque sont disposées vers le milieu du dispositif, par exemple symétriquement par rapport à un ensemble de deux chambres d'ionisation de référence 301, 302. Un tel dispositif peut comprendre un ensemble de quatorze chambres d' ionisation en comptant également des chambres d'ionisation 201, 202, 207, 208 comprenant des électrodes en forme de bande. Le dispositif comprend également deux feuilles de support 18, 40 situées de part et d' autre de cet ensemble de chambres d'ionisation et permettant l'équilibrage des forces électrostatiques et la stabilisation des distances entre chaque feuille de support.
[0081] Afin de réduire le nombre de chambres d'ionisation et de plaques de support, tout en conservant les caractéristiques redondantes du dispositif ainsi que la possibilité d'effectuer des mesures de faisceaux obtenus par des méthodes de délivrances dynamiques ou passives, chaque électrode collectrice comprise sur une feuille de support d'une chambre d'ionisation intégrale et d'une chambre d'ionisation à électrode de taille réduite, est reliée à une électronique de mesure qui lui est propre. Un mode de réalisation de la présente invention est représenté sur la figure 9 et comprend :
deux premières chambres d'ionisation 201, 202 comprenant des électrodes collectrices en forme de bandes, ces chambres d'ionisation étant formées par :
- une première feuille de support 101 comprenant sur ses deux surfaces une électrode de polarisation, chaque électrode étant reliée à un générateur de tension HV2 ; une seconde feuille de support 102 située face à la première feuille de support 101 et comprenant sur ses deux surfaces des électrodes collectrices en forme de bandes, disposées de manière identique sur les deux faces, chaque bande d'une face et chaque bande située de l'autre côté de la face de la feuille de support étant reliés à une même électronique de mesure ;
une troisième feuille de support 103 située face à la seconde feuille de support 102 et comprenant sur ses deux surfaces une électrode de polarisation, chaque électrode étant reliée à un générateur de tension HV2 ;
- Une troisième chambre d'ionisation 501, formée par :
- la dite troisième feuille de support 103 et ;
une quatrième feuille de support 119 située face à la troisième feuille de support 103 et comprenant sur le côté faisant face à la feuille de support 103 une électrode collectrice intégrale reliée à une électronique de mesure qui lui est propre ;
- Une quatrième chambre d'ionisation 502, formée par
- une cinquième feuille de support 120 située face à la quatrième feuille de support 119 et comprenant sur ses deux surfaces une électrode de polarisation reliée à un générateur de tension HV3
- la quatrième feuille de support 119 comprenant sur le côté faisant face à la cinquième feuille de support 120, une électrode collectrice intégrale reliée à une électronique de mesure qui lui est propre ;
Une cinquième et sixième chambre d' ionisation de référence 301, 302 formées par :
- la dite cinquième feuille de support 120 ; - une sixième feuille de support 111 située face à la cinquième feuille de support 120 et comprenant sur ses deux surfaces une électrode collectrice ;
- une septième feuille de support 121 située face à la sixième feuille de support 111 et comprenant sur ses deux surfaces une électrode de polarisation reliée à un générateur de haute tension HV2 ;
Une septième chambre d'ionisation 503, formée par :
- la dite septième feuille de support 121
- une huitième feuille de support 122 située face à la septième feuille de support 121 et comprenant une électrode collectrice en forme de disque entourée de garde, l'électrode étant reliée à une électronique de mesure qui lui est propre par une piste recouverte d'une résine isolante, l'électrode faisant face à la dite septième feuille de support;
Une huitième chambre d'ionisation 504 formée par :
- une neuvième feuille de support 123 située face à la huitième feuille de support 122 et comprenant sur ses deux surfaces une électrode de polarisation
la dite huitième feuille de support 122 comprenant une électrode collectrice en forme de disque, entourée de garde, l'électrode étant reliée à une électronique de mesure qui lui est propre par une piste recouverte d'une résine isolante, l'électrode faisant face à la dite neuvième feuille de support;
Une neuvième et une dixième chambre d'ionisation 207, 8 comprenant des électrodes en forme de bandes, ces chambres d' ionisation étant formées par :
la dite neuvième feuille de support 123 comprenant sur ses deux surfaces une électrode de polarisation, chaque électrode étant reliée à un générateur de tension HV3 ;
une dixième feuille de support 108 située face à la neuvième feuille de support 123 et comprenant sur ses deux surfaces des électrodes collectrices en forme de bandes disposées de manière identique sur les deux faces, chaque bande d'une face de la feuille de support et sa bande opposée de l'autre côté de la surface de la feuille de support étant reliés à une même électronique de mesure ;
une onzième feuille de support 109 située face à la dixième feuille de support 108 et comprenant sur ses deux surfaces une électrode de polarisation, chaque électrode étant reliée à un générateur de tension HV3.
L'ensemble de ces chambres d'ionisation est compris entre deux feuilles de support 40, 18, chacune comprenant une électrode préférablement mise à un même potentiel que les électrodes collectrices et située face aux feuilles de support de la première et dixième chambre d'ionisation.
[0082] Ce mode de réalisation comprend donc en tout treize plaques de support et possède une épaisseur équivalent-eau de 0.014cm pour un dispositif mesurant environs 6cm et pouvant être utilisé pour la mesure de la dose et du champ de différents types de faisceau. Bien qu'un seul générateur de haute tension suffit pour la polarisation de toutes les électrodes de polarisation, ce mode de réalisation de la présente invention comprend deux générateurs de haute tension HV2, HV3 reliés aux électrodes de polarisation de la manière décrite plus haut, cela afin d'avoir une redondance des chambres d'ionisation, et d'assurer une mesure de la dose en cas de problème d'un des deux générateurs ou en cas de claquage d'une des feuilles de support comprenant une électrode de polarisation.
Next Patent: METHOD FOR SEPARATING SALIFIED PHENOLIC COMPOUNDS