EP3679404A1 - Dispositif de mesure optique par lumière polarisée de doses d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique - Google Patents

Dispositif de mesure optique par lumière polarisée de doses d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique

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Publication number
EP3679404A1
EP3679404A1 EP18796700.5A EP18796700A EP3679404A1 EP 3679404 A1 EP3679404 A1 EP 3679404A1 EP 18796700 A EP18796700 A EP 18796700A EP 3679404 A1 EP3679404 A1 EP 3679404A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light beam
optical detector
value
polarization
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18796700.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Olivier BLEUSE
Yannick BAILLY
Régine GSCHWIND
Libor MAKOVICKA
Kévin LAURENT
François GUERMEUR
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universite de Franche-Comte
Original Assignee
Universite de Franche-Comte
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universite de Franche-Comte filed Critical Universite de Franche-Comte
Publication of EP3679404A1 publication Critical patent/EP3679404A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/02—Dosimeters
    • G01T1/04—Chemical dosimeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N2021/4792—Polarisation of scatter light

Definitions

  • the present invention relates to a device for measuring at least one irradiation dose absorbed by a dosimetric gel, as well as to a method of implementing the measuring device for measuring the value of one or more absorbed doses. by the dosimetric gel.
  • Radiotherapy can treat many conditions in a patient without it being necessary to resort to invasive operations. Radiotherapy therefore offers an alternative to surgical techniques to avoid postoperative trauma in the patient.
  • radiotherapy treats tumor tissue in a patient by exposing them to sufficient radiation doses to irreversibly damage them.
  • the effectiveness of this method therefore requires absolute control of the irradiated area so as not to damage the surrounding healthy tissues.
  • metrological systems that verify the ballistics of the treatments.
  • This analytical technique is also limited in evaluating the influence of low doses of irradiation on the structure of a dosimetric gel because of its low sensitivity and low response to low doses of irradiation.
  • the sensitivity of the metrological system fluctuates according to the ambient temperature.
  • Other optical reading techniques are also subject to artifacts and very long read times.
  • the present invention therefore aims to provide a device and a method for measuring doses of radiation absorbed by a dosimetric gel that are more precise, faster, less expensive to implement, high availability and with a measurement range covering, on the one hand, the low doses (less than 1 Gy) but also the high doses administered at the target volume, and thus to perform the dosimetric mapping of all the doses administered.
  • the invention proposes a device for measuring at least one irradiation dose absorbed by a dosimetric gel, comprising a light source emitting a light beam whose wavelength is modifiable in time, a support for positioning a dosimetric gel in the light beam emitted by the light source and an optical detector of the light beam positioned so that its detection axis forms a diffusion angle with the axis of the light beam at the support.
  • the measuring device comprises:
  • the polarization means for polarizing the light beam according to at least two distinct polarization angles, the polarization means being positioned between the light source and the optical detector;
  • a unit for measuring the value of the intensity of the light beam measured by the optical detector a unit for measuring the value of the intensity of the light beam measured by the optical detector; and a unit for calculating the value of a ratio of intensities of the light beam, measured by the optical detector, for two distinct and successive polarization angles of the light beam selected by the polarization means.
  • the measuring device makes it possible to calculate at least a ratio of two light intensities of the same zone in a dosimetric gel.
  • Each light intensity corresponds to a specific polarization performed at a distinct moment of the light beam detected by the optical detector.
  • the inventors have found that the value of this ratio depends directly on the structure of the dosimetric gel, a structure that changes as a function of the radiation dose absorbed by the gel.
  • the measurement of this ratio advantageously makes it possible to obtain information on the radiation dose absorbed by the dosimetric gel in a simple, fast and much less expensive manner compared to an analysis technique using an MRI.
  • the intensity measurements of the light beam are made for two distinct polarization angles and at two different times so as to guarantee a strict spatial correspondence between these two measurements.
  • the value of the diffusion angle is between 10 ° and 350 °, preferably between 30 ° and 120 °, preferably between 30 and 85 ° and / or between 95 ° and 120 °.
  • the optical detector is positioned so that its detection axis forms an acute angle, right or obtuse with the light beam at the support.
  • the principle of the invention is to measure a ratio of intensities of the light beam diffused through a dosimetric gel, under one or more angles of observation, for two different polarizations of the incident light beam or two polarizations. different from the collected beam or any combination of these two situations.
  • the calculation unit is configured to associate with at least one value of the intensity ratio calculated by the calculation unit, a radiation dose value absorbed by a dosimetric gel.
  • the calculation unit comprises a memory unit in which is stored a correspondence table between at least one value of a report. of intensity calculated by the unit of measurement and a radiation dose value absorbed by a dosimetric gel.
  • the light source comprises means for selecting at least two distinct wavelength ranges observable by the optical detector.
  • the selection means comprises one or more optical filters enabling these selections.
  • the light source comprises at least one laser source or an incoherent source.
  • the biasing means comprises a first polarizer positioned between the light source and the support, and a second polarizer positioned between the support and the optical detector.
  • the polarization means comprises a first polarizer and a second polarizer, both positioned between the light source and the support. This embodiment promotes the detection of a more intense light signal by the optical detector.
  • the biasing means comprises a first polarizer and a second polarizer, both positioned between the support and the optical detector.
  • the measuring device comprises a diffusing means positioned between the light source and the support, so as to standardize the polarization of the light beam emitted by the light source.
  • this embodiment makes it possible to uniformize the polarization of the light beam before it illuminates a dosimetric gel placed on the support.
  • the measuring device comprises means for moving the support relative to the detection axis of the detector, preferably preserving the value of the diffusion angle.
  • the means for moving the support are preferably adapted to move a dosimetric gel positioned on the support, in at least two different directions, preferably in a three-dimensional space.
  • the moving means can be configured to pivot the support.
  • the measuring device comprises means for pivoting the optical detector relative to the support, so as to modify the value of the diffusion angle.
  • the measuring device comprises two mirrors in linear or angular oscillations, at frequencies greater than the inverse of the measuring time of the measurement unit, positioned on the path of the light beam between the light source and the optical detector.
  • the measuring device comprises in the path of the light beam between the light source and the optical detector, an oscillating mirror for generating a sheet of light in a dosimetric gel present on the support.
  • an oscillating mirror for generating a sheet of light in a dosimetric gel present on the support.
  • the measuring device may comprise several measurement units distributed around the support, so as to simultaneously perform measurements in different areas of the dosimetric gel.
  • the invention also relates to a method for measuring at least one irradiation dose absorbed by a dosimetric gel using a measuring device described above, implementing the following steps:
  • the invention provides a method for directly measuring an irradiation dose absorbed by a dosimetric gel, in the sense that no dose field reconstruction is necessary.
  • a dosimetric gel unlike the indirect measurement methods of the absorption of an irradiation dose, based on a measurement of the absorption of the light intensity of a beam passing through a dosimetric gel, it is not necessary to perform a series of measurement lines in the entire volume of the gel, the results of which integrate the absorption of doses over the entire path of the light beam and therefore require a complex reconstruction to estimate a local irradiation value.
  • the invention proposes a direct measurement method which is not based on a phenomenon of absorption of the light beam by the dosimetric gel.
  • the measurements obtained by the invention do not exploit the variation of the absorption as a function of the wavelength of the light beam emitted by the light source.
  • the preceding steps are repeated for a dosimetric gel irradiated at different and known doses, in order to establish a correspondence table.
  • the present invention also relates to a method for calibrating or establishing a correspondence table for a type of dosimetric gel subjected to different known irradiation doses.
  • the diffusion angle of the detector is changed according to the wavelength range of the selected light beam by a selection means.
  • the support is moved between each measurement series so as to obtain the irradiation doses absorbed by the dosimetric gel in a two-dimensional plane, preferably in a volume in millimeters. three dimensions.
  • FIG. 1 shows a top view of a measuring device according to the invention
  • FIG. 2 illustrates a correspondence curve associating, at different values of ratio R, irradiation doses absorbed by a polymer-type dosimetric gel.
  • the invention provides a device and a method for measuring radiation doses absorbed by a dosimetric gel that are more accurate, faster and less expensive to implement.
  • Figure 1 illustrates an embodiment of a measuring device 2 according to the invention, radiation doses absorbed by a dosimetric gel 4.
  • the measuring device comprises a light source 6 emitting a light beam 8 along an optical axis 9 towards a support 10.
  • the light source is of white light type (for example a xenon source) which coupled with monochromatic filters selects a only wavelength between 200 nm and 700 nm or a system coupling lasers for wavelengths between 350 and 700 nm.
  • the light source 6 comprises a selection means 7 making it possible to emit light beams in distinct wavelength ranges, for example at the following wavelengths: 350 nm, 432 nm, 534 nm, 576 nm and 634 nm. nm.
  • the selection means 7 may comprise one or more narrow-band optical filters.
  • the polarization of the incident beam must be known, in the absence of precision, it is assumed that the incident beam is unpolarized or of circular polarization.
  • the measuring device 2 also comprises a divider 8A of the light beam 8, interposed between the light source 6 and the support 10.
  • the divider 8A is configured to deflect a small portion 8B of the light beam 8 to an optical detector 8C to check the constancy of the light beam 8.
  • the support 10 allows the positioning in the light beam 8 of a transparent container 12 containing the dosimetric gel 4.
  • the support is a precision motorized plate allowing the displacement of the support along three distinct axes so to be able to expose different zones of the dosimetric gel 4 to the light beam 8.
  • the support may comprise an axis of rotation in order to expose different faces of the dosimetric gel 4 to the light beam 8.
  • the support 10 is motorized to allow remote modification of the area of the dosimetric gel 4 which is illuminated by the light beam 8.
  • the measuring device 2 also comprises an optical detector 14 for measuring the luminous intensity of the filtered light beam (or not), according to the presence (or absence) of the elements 24 and 26.
  • the optical detector 14 is mounted on an arm 16 pivoting around the support 10 so that the detection axis 18 of the optical detector forms a diffusion angle ⁇ with the axis 9 of the light beam 8 at the support 10
  • the optical detector 14 is oriented so as to capture the intensity of a light beam 20 scattered by aggregates 21 present in the dosimetric gel 4.
  • aggregate is also meant microdomains formed by radioformed polymers, or any element that has absorbed the radiation dose. The size of the aggregates depends on the dose of radiation received by the dosimetric gel.
  • the arm 16 is motorized so as to be able to remotely modify the value of the diffusion angle a.
  • the value of the diffusion angle ⁇ is between 10 ° and 170 °, preferably between 30 ° and 60 °. According to the present example, the value of the diffusion angle ⁇ is 90 °.
  • the measuring device 2 also comprises a polarization means 22 of the light beam according to at least two distinct polarization angles.
  • the biasing means 22 comprises a first linear polarizer 24 and a second linear polarizer 26 both mounted on the movable arm 16 so as to be positioned between the support 10 and the optical detector 14.
  • the first and second polarizers are oriented so that their transmission axis forms a polarization angle ⁇ between 10 ° and 170 °, preferably of the order of 90 °.
  • the polarizers make it possible to modify the polarization angle ⁇ of the light beam 20 diffused by the dosimetric gel 4 before being detected by the optical detector 14.
  • the first polarizer 24 could be positioned between the light source 6 and the support 10 or the two polarizers could be positioned between the light source and the support.
  • two polarizers could be positioned between the light source 6 and the support 10 and two other polarizers could be positioned between the support 10 and the optical detector 14.
  • the optical detector 14 is thus oriented towards the support 10 so as to be able to capture the intensity of a light beam 20 scattered by aggregates 21 present in the dosimetric gel 4. To allow an accurate measurement of the value of this intensity, the optical detector 14 is connected to a measurement unit 28. It should be noted that according to the present example, the biasing means 22 makes it possible to choose two successive polarizations of the light beam 20 so as to guarantee a strict spatial correspondence between the light intensity measurements made by the measuring unit 28.
  • the measurement unit 28 is connected to a calculation unit 30 configured to calculate the value of a ratio of intensities of the light beam 20 diffused by the dosimetric gel 4, measured by the optical detector 14, for two angles distinct polarization of the light beam selected by the biasing means 22.
  • the computing unit 30 also comprises a memory unit 32 in which a correspondence table is stored between several values of intensity ratios calculated by the measurement unit and dose values of irradiation absorbed by a dosimetric gel.
  • the measurement unit 28, the calculation unit 30 and the memory unit 32 are integrated in a central unit 34 computer or microcomputer type.
  • the central unit 34 is connected to a display screen type display device 36, in order to enable a user of the measurement device 2 to read an irradiation dose value determined from the beam intensity measurements. bright 20 and correspondence table.
  • the motorized stage, the motorized arm and the selection means are also connected to the central unit 34 in order to allow the automation by the central unit of a measurement method described herein. -Dessous.
  • a measuring device 2 may simultaneously comprise a plurality of optical detectors 14 positioned around the support 10 so as to form observation angles of different values.
  • This embodiment advantageously makes it possible to multiply the observation angles of the dosimetric gel 4 in order to reduce the acquisition time of the intensity measurements in order to establish more rapidly a spatial representation of the irradiation doses absorbed by the gel. dosimetry 4.
  • the detection of the two polarizations can be carried out simultaneously by dividing the beam 20 according to its two polarization components and simultaneously using two optical detectors 14 (one for each component).
  • the invention also relates to a method for measuring at least one irradiation dose absorbed by a dosimetric gel 4 using a measuring device 2 described above.
  • the measurement method implements a step of positioning a dosimetric gel 4 on the support 10 so that the light beam 8 emitted by the light source 6 illuminates an area of the dosimetric gel 4 with a known polarization.
  • the optical detector 14 is subsequently oriented so that its detection axis 18 passes through the dosimetric gel 4 and forms a diffusion angle ⁇ with the light beam 8 so as to detect a light beam 20 scattered by aggregates 21 present in the gel Dosimetry 4.
  • the measurement unit 28 determines a first light intensity li observed by the optical detector 14 at a first polarization angle ⁇ 1 of the light beam by the polarization means 22.
  • the polarization angle of the light beam 8 is then modified with the biasing means 22 to allow the measurement unit 28 to measure a new value of luminous intensity l 2 observed by the optical detector 14 according to a second angle ⁇ 2 of polarization.
  • the computing unit 30 estimates the value of a ratio R between the two intensities measured for two distinct polarization angles. The value of this ratio is then compared by the calculation unit to a correspondence table in order to determine from the value of this ratio R an irradiation dose absorbed by the dosimetric gel 4. The value of this dose of irradiation is then displayed on the display device to communicate this information to a user of the measuring device 2.
  • the computing unit 30 estimates the value of the ratio R between two light intensities by first subtracting the background noise of the optical detector 14, in one of the following ways:
  • the invention also relates to a method of establishing a correspondence table mentioned above, consisting of reproducing the previous steps with dosimetric gels whose irradiation dose is known beforehand.
  • the computing unit 30 may comprise an automated method of establishing correspondence tables by varying the value of the parameters. mentioned above.
  • the measuring device 2 according to the invention allows a simple and fast determination of the optimal values of these parameters as a function of each type of dosimetric gel.
  • the inventors have thus been able to establish a correspondence curve illustrated in FIG. 2, associating at different values of ratio R, irradiation doses absorbed by a polymer-type dosimetric gel. Specifically, these measurements were performed on a dosimetric gel of nMAG type polymers with 2% w / w, methacrylic acid (MMA), gelatin (% w / w) (Type A, 300, Sigma Aldrich).
  • the dosimetric gel is illuminated by a laser light source or by a white light emitting a light beam at a power of between 0 and 150 mW, whose wavelength range is between 200 and 700 nm, in the the present case 634 nm for 11 and 532 nm for 12.
  • the difference between the angles, polarization ⁇ and ⁇ 2 is of the order of 90 ° and the value of the diffusion angle a is centered on 90 °.
  • the measuring device 2 described above makes it possible very quickly and easily to accurately measure the level of radiation doses absorbed by a dosimetric gel of the same nature, much cheaper by compared to currently used techniques.
  • the calculation unit 30 performs several times the calculation of the ratio R described above for the same sample. Prior to calculating a new ratio R, the wavelength and / or the scattering angle of the light beam 20 are modified. We thus obtain a set of values of ratio R ( j j) kr as defined below (or in paragraph ⁇ [46]) and named polarization ratio ratio:
  • li jk corresponding to a value of the intensity of the light beam measured by the optical detector 14, for a wavelength i, a diffusion angle j and a polarization angle of the light beam equal to k
  • - Ij j r corresponding to a value of the intensity of the light beam measured by the optical detector 14, for a wavelength i, j a scattering angle and a polarization angle of the light beam equal to r, the value of r is different from the value of k.
  • the calculation unit 30 performs a theoretical calculation of the value of this polarization rate as a function of the size of the structures. diffusing agents present in the dosimetric gel. This theoretical calculation is carried out using the TMatrix method as described in the following document: "Scattering, absorption and emission of light by small particles" - Michael I. Mishchenko, Larry D. Travis, Adrew A. Lacis - Cambridge University Press . Preferably, this theoretical calculation is carried out in the context of the Mie theory which corresponds to the limiting case where the diffusing structures have a size parameter tending towards 3.
  • the computing unit 30 identifies the theoretical size of the diffusing structures common to each theoretical calculation of the polarization ratio ratio previously produced.
  • the computing unit 30 associates with this theoretical size common to each theoretical calculation of the polarization ratio ratio, an irradiation dose present in a correspondence table associated with the dosimetric gel and prerecorded by the memory unit 32.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de mesure (2) de doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique (4), comprenant notamment un moyen de polarisation (22) d'un faisceau lumineux (8) selon au moins deux angles de polarisation distincts, le moyen de polarisation (22) étant positionné entre une source de lumière (6) et un détecteur optique (14), une unité de mesure (28) de la valeur de l'intensité du faisceau lumineux (8) mesurée par le détecteur optique (14)et une unité de calcul (30) de la valeur d'un rapport d'intensités du faisceau lumineux (8), mesurées par le détecteur optique (14), pour deux angles de polarisation distincts du faisceau lumineux (8) sélectionné par le moyen de polarisation (22).

Description

DISPOSITIF DE MESURE OPTIQUE PAR LUMIÈRE POLARISÉE DE DOSES D'IRRADIATION
ABSORBÉE PAR UN GEL DOSIMÉTRIQUE
Domaine technique
[01] La présente invention concerne un dispositif de mesure d'au moins une dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique, ainsi qu'un procédé de mise en œuvre du dispositif de mesure pour mesurer la valeur d'une ou plusieurs doses absorbées par le gel dosimétrique. État de la technique
[02] La radiothérapie permet de traiter de nombreuses pathologies chez un patient sans qu'il soit pour cela nécessaire de recourir à des opérations invasives. La radiothérapie offre donc une alternative aux techniques chirurgicales afin d'éviter un traumatisme postopératoire chez le patient.
[03] Pour cela, la radiothérapie traite les tissus tumoraux chez un patient en les exposant à des doses d'irradiation suffisantes de façon à les endommager de façon irréversible. L'efficacité de cette méthode nécessite donc une maîtrise absolue de la zone irradiée afin de ne pas endommager les tissus sains avoisinants. Afin de s'assurer de cela, il est connu l'utilisation de systèmes métrologiques qui vérifient la balistique des traitements.
[04] Ces systèmes métrologiques reproduisent le volume et la densité du point de vue radiologique par l'utilisation ou non d'éléments équivalents aux tissus d'une zone que l'on souhaite traiter chez un patient. Ces systèmes métrologiques sont réalisés à base de gels dosimétriques qui ont la particularité de changer de structure en fonction de la dose d'irradiation reçue. Après irradiation, le système métrologique est analysé par une technique d'imagerie par résonance magnétique (IRM) ou par une lecture optique permettant d'obtenir des vues en deux ou en trois dimensions de l'intérieur du gel. Ainsi, les planifications de traitements sont validées par les systèmes métrologiques de sorte à s'assurer que les doses d'irradiation administrées irradient les volumes cibles tout en épargnant les volumes sains. [05] Toutefois, cette méthode d'analyse par IRM s'avère très coûteuse compte tenu du coût de fonctionnement de cette technique. Elle est par ailleurs difficilement accessible en raison du peu de machines disponibles. Cette technique d'analyse est également limitée pour évaluer l'influence de faibles doses d'irradiation sur la structure d'un gel dosimétrique en raison de sa faible sensibilité et sa faible réponse aux faibles doses d'irradiation. De plus, la sensibilité du système métrologique fluctue en fonction de la température ambiante. Les autres techniques de lectures optiques sont également soumises à des artéfacts et des temps de lecture très longs.
[06] La présente invention vise donc à proposer un dispositif ainsi qu'un procédé de mesure de doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique qui soient plus précis, plus rapides, moins coûteux à mettre en œuvre, de grande disponibilité et avec une étendue de mesure couvrant d'une part les faibles doses (inférieures à 1 Gy) mais également les fortes doses administrées au volume cible, et ainsi de réaliser la cartographie dosimétrique de l'ensemble des doses administrées.
Description de l'invention
[07] L'invention propose un dispositif de mesure d'au moins une dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique, comprenant une source de lumière émettant un faisceau lumineux dont la longueur d'onde est modifiable dans le temps, un support pour le positionnement d'un gel dosimétrique dans le faisceau lumineux émis par la source de lumière et un détecteur optique du faisceau lumineux positionné de sorte que son axe de détection forme un angle de diffusion avec l'axe du faisceau lumineux au niveau du support.
[08] L'invention est remarquable en ce que le dispositif de mesure comprend :
- un moyen de polarisation du faisceau lumineux selon au moins deux angles de polarisation distincts, le moyen de polarisation étant positionné entre la source de lumière et le détecteur optique ; et
- une unité de mesure de la valeur de l'intensité du faisceau lumineux mesurée par le détecteur optique ; et - une unité de calcul de la valeur d'un rapport d'intensités du faisceau lumineux, mesurées par le détecteur optique, pour deux angles de polarisation distincts et successifs du faisceau lumineux sélectionnés par le moyen de polarisation.
[09] Ainsi, le dispositif de mesure selon l'invention permet de calculer au moins un rapport de deux intensités lumineuses d'une même zone dans un gel dosimétrique. Chaque intensité lumineuse correspond à une polarisation spécifique effectuée à un moment distinct du faisceau lumineux détecté par le détecteur optique. Or, les inventeurs ont constaté que la valeur de ce rapport dépend directement de la structure du gel dosimétrique, structure qui évolue en fonction de la dose d'irradiation absorbée par le gel. De ce fait, la mesure de ce rapport permet avantageusement d'obtenir une information sur la dose d'irradiation absorbée par le gel dosimétrique de façon simple, rapide et bien moins coûteuse par rapport à une technique d'analyse utilisant une IRM. De façon avantageuse, les mesures d'intensité du faisceau lumineux sont réalisées pour deux angles de polarisation distincts et à deux moments différents de façon à garantir une correspondance spatiale rigoureuse entre ces deux mesures.
[10] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la valeur de l'angle de diffusion est comprise entre 10° et 350°, de préférence entre 30° et 120°, de préférence entre 30 et 85° et/ou entre 95° et 120°. Autrement dit, le détecteur optique est positionné de sorte que son axe de détection forme un angle aigu, droit ou obtus avec le faisceau lumineux au niveau du support. Dans les plages de valeurs mentionnées ci- dessus, les inventeurs ont obtenu des informations plus précises sur les doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique. En d'autres termes, le principe de l'invention est de mesurer un rapport d'intensités du faisceau lumineux diffusé à travers un gel dosimétrique, sous un ou plusieurs angles d'observation, pour deux polarisations différentes du faisceau lumineux incident ou deux polarisations différentes du faisceau collecté ou toute combinaison de ces deux situations.
[11] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'unité de calcul est configurée pour associer à au moins une valeur du rapport d'intensités calculé par l'unité de calcul, une valeur de dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique. Selon un mode de réalisation préféré, l'unité de calcul comprend une unité de mémoire dans laquelle est mémorisée une table de correspondance entre au moins une valeur d'un rapport d'intensité calculé par l'unité de mesure et une valeur de dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique.
[12] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la source de lumière comprend un moyen de sélection d'au moins deux plages de longueurs d'onde distinctes et observables par le détecteur optique. De préférence, le moyen de sélection comprend un ou plusieurs filtres optiques permettant ces sélections. Selon un mode de réalisation préféré, la source de lumière comprend au moins une source laser ou bien une source incohérente. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moyen de polarisation comprend un premier polariseur positionné entre la source de lumière et le support, et un second polariseur positionné entre le support et le détecteur optique.
[13] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moyen de polarisation comprend un premier polariseur et un second polariseur, tous deux positionnés entre la source de lumière et le support. Ce mode de réalisation favorise la détection d'un signal lumineux plus intense par le détecteur optique. Selon une variante de réalisation, le moyen de polarisation comprend un premier polariseur et un second polariseur, tous deux positionnés entre le support et le détecteur optique.
[14] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure comprend un moyen diffusant positionné entre la source de lumière et le support, de manière à uniformiser la polarisation du faisceau lumineux émis par la source de lumière. De façon avantageuse, ce mode de réalisation permet d'uniformiser la polarisation du faisceau lumineux avant que celui-ci éclaire un gel dosimétrique placé sur le support.
[15] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure comprend des moyens de déplacement du support par rapport à l'axe de détection du détecteur, de préférence en préservant la valeur de l'angle de diffusion. Les moyens de déplacement du support sont de préférence adaptés pour déplacer un gel dosimétrique positionné sur le support, selon au moins deux directions différentes, de préférence dans un espace à trois dimensions. Éventuellement, les moyens de déplacement peuvent être configurés pour pivoter le support.
[16] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure comprend des moyens de pivotement du détecteur optique par rapport au support, de manière à modifier la valeur de l'angle de diffusion. [17] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure comprend deux miroirs en oscillations linéaires ou angulaires, à des fréquences supérieures à l'inverse du temps de mesure de l'unité de mesure, positionnés sur le trajet du faisceau lumineux entre la source de lumière et le détecteur optique. Cet agencement particulier de l'invention permet avantageusement de limiter la formation de tavelures ou chatoiements au niveau de l'unité de mesure, également connu sous le nom anglais de « speckle ».
[18] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure comprend sur le trajet du faisceau lumineux entre la source de lumière et le détecteur optique, un miroir oscillant pour générer une nappe de lumière dans un gel dosimétrique présent sur le support. Ce mode de réalisation permet avantageusement d'effectuer plus rapidement des mesures dans différentes zones du gel dosimétrique. Éventuellement, le dispositif de mesure peut comporter plusieurs unités de mesure réparties autour du support, de sorte à réaliser simultanément des mesures dans différentes zones du gel dosimétrique.
[19] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation mentionnées ci-dessus peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
[20] L'invention porte également sur un procédé de mesure d'au moins une dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique à l'aide d'un dispositif de mesure décrit ci- dessus, mettant en œuvre les étapes suivantes :
positionnement d'un gel dosimétrique sur le support de sorte que le faisceau lumineux émis par la source de lumière éclaire le gel dosimétrique à une première longueur d'onde ;
orientation du détecteur optique de sorte que son axe de détection traverse le gel et forme un angle de diffusion avec le faisceau lumineux ;
détermination par l'unité de mesure de l'intensité lumineuse observée par le détecteur optique ;
modification de l'angle de polarisation du faisceau lumineux à l'aide du moyen de polarisation et/ou modification de la longueur d'onde du faisceau lumineux ; nouvelle détermination par l'unité de mesure de l'intensité lumineuse observée par le détecteur optique ;
estimation par l'unité de calcul de la valeur d'un rapport entre les deux intensités mesurées par le détecteur optique ;
identification dans une table de correspondance par l'unité de calcul d'une dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique à partir de la valeur du rapport d'intensité estimé par l'unité de calcul.
[21] De façon avantageuse, l'invention propose une méthode de mesure directe d'une dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique, dans le sens où aucune reconstruction de champ de doses n'est nécessaire. En effet, contrairement aux méthodes de mesure indirectes de l'absorption d'une dose d'irradiation, basée sur une mesure de l'absorption de l'intensité lumineuse d'un faisceau traversant un gel dosimétrique, il n'est pas nécessaire d'effectuer une série de lignes de mesure dans tout le volume du gel, dont les résultats intègrent l'absorption de doses sur toute la trajectoire du faisceau lumineux et imposent donc une reconstruction complexe pour estimer une valeur locale d'irradiation.
[22] Selon une variante du procédé de mesure, les étapes suivantes sont mises en œuvre
a) positionnement d'un gel dosimétrique sur le support de sorte que le faisceau lumineux émis par la source de lumière éclaire le gel dosimétrique à une première longueur d'onde ;
b) orientation du détecteur optique de sorte que son axe de détection traverse le gel dosimétrique et forme un angle de diffusion avec le faisceau lumineux ; c) détermination par l'unité de mesure de l'intensité lumineuse observée par le détecteur optique ;
d) modification de l'angle de polarisation du faisceau lumineux à l'aide du moyen de polarisation ;
e) nouvelle détermination par l'unité de mesure de l'intensité lumineuse observée par le détecteur optique;
f) estimation par l'unité de calcul de la valeur d'un rapport entre les deux intensités mesurées, appelé taux de polarisation ; g) modification de la valeur de la longueur d'onde du faisceau lumineux émis par la source de lumière et/ou modification de l'angle de diffusion ;
h) reproduction des étapes c) à g) plusieurs fois de suite afin d'obtenir des taux de polarisation pour des couples de valeurs de longueur d'onde et d'angle de diffusion différents ;
i) modélisation par l'unité de calcul d'un taux de polarisation théorique en fonction de la taille des structures diffusantes présentes dans le gel dosimétrique ;
j) identification par l'unité de calcul d'une taille de structures diffusantes présente dans chaque modélisation des taux de polarisation théorique ;
k) identification dans une table de correspondance par l'unité de calcul d'une dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique à partir de la valeur du rapport d'intensité estimé par l'unité de calcul.
[23] Avantageusement, l'invention propose une méthode de mesure directe qui n'est pas basée sur un phénomène d'absorption du faisceau lumineux par le gel dosimétrique. De ce fait, les mesures obtenues par l'invention n'exploitent pas la variation de l'absorption en fonction de la longueur d'onde du faisceau lumineux émis par la source de lumière.
[24] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les étapes précédentes sont réitérées pour un gel dosimétrique irradié à des doses différentes et connues, afin d'établir une table de correspondance. Autrement dit, la présente invention porte également sur un procédé de calibration ou d'établissement d'une table de correspondance pour un type de gel dosimétrique soumis à différentes doses d'irradiation connues.
[25] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'angle de diffusion du détecteur est modifié en fonction de la plage de longueurs d'onde du faisceau lumineux sélectionnée par un moyen de sélection.
[26] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le support est déplacé entre chaque série de mesure de manière à obtenir les doses d'irradiation absorbées par le gel dosimétrique dans un plan en deux dimensions, de préférence dans un volume en trois dimensions. Description des figures
[27] L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisations préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et illustrés par les figures suivantes :
- la figure 1 représente une vue de dessus d'un dispositif de mesure selon l'invention ;
- la figure 2 illustre une courbe de correspondance, associant à différentes valeurs de rapport R, des doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique de type polymère.
Description de modes de réalisation détaillés de l'invention
[28] Pour rappel, l'invention propose un dispositif ainsi qu'un procédé de mesure de doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique qui soient plus précis, plus rapides et moins coûteux à mettre en œuvre.
[29] La figure 1 illustre un exemple de réalisation d'un dispositif de mesure 2 selon l'invention, de doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique 4. Pour cela, le dispositif de mesure comprend une source de lumière 6 émettant un faisceau lumineux 8 le long d'un axe optique 9 en direction d'un support 10. Selon le présent exemple, la source de lumière est de type lumière blanche (par exemple une source xénon) qui couplée avec des filtres monochromatiques sélectionnent au choix une seule longueur d'onde comprise entre 200 nm et 700 nm ou bien d'un système couplant des lasers pour des longueurs d'onde comprises entre 350 et 700 nm. La source de lumière 6 comporte un moyen de sélection 7 permettant d'émettre des faisceaux lumineux dans des plages de longueur d'onde distinctes, par exemple aux longueurs d'onde suivantes : 350 nm, 432 nm, 534 nm, 576 nm et 634 nm. À titre d'exemple, le moyen de sélection 7 peut comprendre un ou plusieurs filtres optiques à bande étroite. Quelle que soit la configuration envisagée, la polarisation du faisceau incident doit être connue, en absence de précision, on suppose que le faisceau incident est non polarisé ou de polarisation circulaire. [30] Le dispositif de mesure 2 comporte également un diviseur 8A du faisceau lumineux 8, interposé entre la source de lumière 6 et le support 10. Le diviseur 8A est configuré pour dévier une faible partie 8B du faisceau lumineux 8 vers un détecteur optique 8C permettant de vérifier la constance du faisceau lumineux 8.
[31] Le support 10 permet le positionnement dans le faisceau lumineux 8 d'un récipient transparent 12 contenant le gel dosimétrique 4. Selon le présent exemple, le support est une platine motorisée de précision permettant le déplacement du support selon trois axes distincts de manière à pouvoir exposer différentes zones du gel dosimétrique 4 au faisceau lumineux 8. Éventuellement, le support peut comprendre un axe de rotation afin d'exposer différentes faces du gel dosimétrique 4 au faisceau lumineux 8. Selon un mode de réalisation préféré, le support 10 est motorisé afin de permettre de modifier à distance la zone du gel dosimétrique 4 qui est éclairée par le faisceau lumineux 8.
[32] Le dispositif de mesure 2 comprend également un détecteur optique 14 permettant de mesurer l'intensité lumineuse du faisceau lumineux 20 filtré (ou non), selon la présence (ou l'absence) des éléments 24 et 26.
[33] Le détecteur optique 14 est monté sur un bras 16 pivotant autour du support 10 de sorte que l'axe de détection 18 du détecteur optique forme un angle de diffusion a avec l'axe 9 du faisceau lumineux 8 au niveau du support 10. Autrement dit, le détecteur optique 14 est orienté de sorte à capter l'intensité d'un faisceau lumineux 20 diffusé par des agrégats 21 présents dans le gel dosimétrique 4. Par le terme « agrégat », on entend également des microdomaines formés par des polymères radioformés, ou tout élément ayant absorbé la dose de rayonnements. La taille des agrégats dépend de la dose d'irradiation reçue par le gel dosimétrique.
[34] Selon un mode de réalisation préféré, le bras 16 est motorisé afin de pouvoir modifier à distance la valeur de l'angle de diffusion a. La valeur de l'angle de diffusion a est comprise entre 10° et 170°, de préférence elle est comprise entre 30° et 60°. Selon le présent exemple, la valeur de l'angle de diffusion a est de 90°.
[35] Le dispositif de mesure 2 comprend également un moyen de polarisation 22 du faisceau lumineux selon au moins deux angles de polarisation distincts. Selon le présent exemple, le moyen de polarisation 22 comprend un premier polariseur 24 linéaire et un second polariseur 26 linéaire tous deux montés sur le bras 16 mobile de sorte à être positionnés entre le support 10 et le détecteur optique 14. Le premier et le second polariseur sont orientés pour que leur axe de transmission forme un angle de polarisation β compris entre 10° et 170°, de préférence de l'ordre de 90°. Ainsi, les polariseurs permettent de modifier l'angle de polarisation β du faisceau lumineux 20 diffusé par le gel dosimétrique 4 avant d'être détecté par le détecteur optique 14.
[36] Selon une variante de réalisation de l'invention non représentée, le premier polariseur 24 pourrait être positionné entre la source de lumière 6 et le support 10 ou bien les deux polariseurs pourraient être positionnés entre la source de lumière et le support.
[37] Selon une autre variante de réalisation de l'invention non représentée, deux polariseurs pourraient être positionnés entre la source de lumière 6 et le support 10 et deux autres polariseurs pourraient être positionnés entre le support 10 et le détecteur optique 14.
[38] Le détecteur optique 14 est donc orienté en direction du support 10 afin de pouvoir capter l'intensité d'un faisceau lumineux 20 diffusé par des agrégats 21 présents dans le gel dosimétrique 4. Pour permettre une mesure précise de la valeur de cette intensité, le détecteur optique 14 est connecté à une unité de mesure 28. Il est à noter que selon le présent exemple, le moyen de polarisation 22 permet de choisir deux polarisations successives du faisceau lumineux 20 de manière à garantir une correspondance spatiale rigoureuse entre les mesures d'intensité lumineuse réalisées par l'unité de mesure 28.
[39] L'unité de mesure 28 est connectée à une unité de calcul 30 configurée pour calculer la valeur d'un rapport d'intensités du faisceau lumineux 20 diffusé par le gel dosimétrique 4, mesurées par le détecteur optique 14, pour deux angles de polarisation distincts du faisceau lumineux sélectionnés par le moyen de polarisation 22.
[40] Selon le présent exemple, l'unité de calcul 30 comprend également une unité de mémoire 32 dans laquelle est mémorisée une table de correspondance entre plusieurs valeurs de rapports d'intensités calculées par l'unité de mesure et des valeurs de doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique. Dans le cas présent, l'unité de mesure 28, l'unité de calcul 30 et l'unité de mémoire 32 sont intégrées dans une unité centrale 34 de type ordinateur ou microordinateur. L'unité centrale 34 est connectée à un dispositif d'affichage 36 de type écran de visualisation, afin de permettre à un utilisateur du dispositif de mesure 2 de lire une valeur de dose d'irradiation déterminée à partir des mesures d'intensité du faisceau lumineux 20 et du tableau de correspondance.
[41] Selon un mode de réalisation préféré, la platine motorisée, le bras motorisé et le moyen de sélection sont également connectés à l'unité centrale 34 afin de permettre l'automatisation par l'unité centrale d'un procédé de mesure décrit ci-dessous.
[42] Il est à noter qu'un dispositif de mesure 2 selon l'invention peut comporter simultanément plusieurs détecteurs optiques 14 positionnés autour du support 10 de sorte à former des angles d'observation de valeurs différents. Ce mode de réalisation non représenté permet avantageusement de multiplier les angles d'observations du gel dosimétrique 4 afin de diminuer le temps d'acquisition des mesures d'intensité afin d'établir plus rapidement une représentation spatiale des doses d'irradiation absorbées par le gel dosimétrique 4.
[43] Il est à noter que la détection des deux polarisations peut être effectuée simultanément en divisant le faisceau 20 selon ses deux composantes de polarisation et en utilisant simultanément deux détecteurs optiques 14 (un pour chaque composante).
[44] L'invention porte également sur un procédé de mesure d'au moins une dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique 4 à l'aide d'un dispositif de mesure 2 décrit ci-dessus.
[45] Selon le présent exemple, le procédé de mesure met en œuvre une étape de positionnement d'un gel dosimétrique 4 sur le support 10 de sorte que le faisceau lumineux 8 émis par la source de lumière 6 éclaire une zone du gel dosimétrique 4 avec une polarisation connue. Le détecteur optique 14 est par la suite orienté pour que son axe de détection 18 traverse le gel dosimétrique 4 et forme un angle de diffusion a avec le faisceau lumineux 8 de manière à détecter un faisceau lumineux 20 diffusé par des agrégats 21 présents dans le gel dosimétrique 4. L'unité de mesure 28 détermine alors une première intensité lumineuse li observée par le détecteur optique 14 selon un premier angle βι de polarisation du faisceau lumineux par le moyen de polarisation 22. L'angle de polarisation du faisceau lumineux 8 est ensuite modifié à l'aide du moyen de polarisation 22 afin de permettre à l'unité de mesure 28 de mesurer une nouvelle valeur d'intensité lumineuse l2 observée par le détecteur optique 14 selon un deuxième angle β2 de polarisation. À partir de ces deux valeurs d'intensité, l'unité de calcul 30 estime la valeur d'un rapport R entre les deux intensités mesurées pour deux angles de polarisation distincts. La valeur de ce rapport est ensuite comparée par l'unité de calcul à une table de correspondance afin de déterminer à partir de la valeur de ce rapport R une dose d'irradiation absorbée par le gel dosimétrique 4. La valeur de cette dose d'irradiation est ensuite affichée sur le dispositif d'affichage pour communiquer cette information à un utilisateur du dispositif de mesure 2.
[46] L'unité de calcul 30 estime la valeur du rapport R entre deux intensités lumineuses en soustrayant préalablement le bruit de fond du détecteur optique 14, selon l'une des façons suivantes :
k h k ~
R =— ou bien R =— ou bien R = — ou bien R =
k k + k ~ ; 2
k h k ~ k + h
R = -— A ou bien R = A ou bien R = A ou bien R
k + k ~
[47] Il est à noter que les inventeurs ont observé que la précision des mesures obtenues par le dispositif de mesure 2 décrit ci-dessus, varie en fonction de la nature du gel dosimétrique et dépend également de la plage de longueur d'onde du faisceau lumineux éclairant l'échantillon, de l'écart entre les angles de polarisation βι et β2 ainsi que de la valeur de l'angle de diffusion a. C'est pourquoi l'invention porte également sur un procédé d'établissement d'une table de correspondance mentionnée ci-dessus, consistant à reproduire les étapes précédentes avec des gels dosimétriques dont la dose d'irradiation est connue préalablement. Ainsi, on peut déterminer de façon empirique pour chaque type de gel dosimétrique les plages de longueur d'onde du faisceau lumineux 8, les écarts entre les angles de polarisation βι et β2 ainsi que les valeurs de l'angle de diffusion a permettant d'obtenir des mesures précises de la dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique. Autrement dit, ces valeurs sont susceptibles de changer en fonction de la nature du gel dosimétrique et de la quantité d'irradiation absorbée.
[48] Pour cela, l'unité de calcul 30 peut comprendre un procédé automatisé d'établissement de tables de correspondance en faisant varier la valeur des paramètres mentionnés ci-dessus. Ainsi, le dispositif de mesure 2 selon l'invention permet une détermination simple et rapide des valeurs optimales de ces paramètres en fonction de chaque type de gel dosimétrique.
[49] À titre d'exemple, les inventeurs ont pu ainsi établir une courbe de correspondance illustrée par la figure 2, associant à différentes valeurs de rapport R, des doses d'irradiation absorbées par un gel dosimétrique de type polymère. Plus précisément, ces mesures ont été réalisées sur un gel dosimétrique de polymères de type nMAG avec 2% w/w, methacrylic acid (MMA), gelatin ( \% w/w) (Type A, 300; Sigma Aldrich). Le gel dosimétrique est éclairé par une source de lumière de type laser ou par une lumière blanche émettant un faisceau lumineux à une puissance comprise entre 0 et 150 mW, dont la plage de longueur d'onde est comprise entre 200 et 700 nm, dans le cas présent 634 nm pour 11 et 532 nm pour 12. L'écart entre les angles, polarisation βι et β2 est de l'ordre de 90° et la valeur de l'angle de diffusion a est centrée sur 90°.
[50] À partir de cette courbe de correspondance, le dispositif de mesure 2 décrit ci- dessus permet très rapidement et facilement de mesurer précisément le niveau de doses d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique de même nature, de façon bien moins coûteuse par rapport aux techniques actuellement utilisées.
[51] Selon une variante de réalisation du procédé de mesure décrit ci-dessus, l'unité de calcul 30 effectue plusieurs fois le calcul du rapport R décrit ci-dessus pour un même échantillon. Préalablement au calcul d'un nouveau rapport R, la longueur d'onde et/ou l'angle de diffusion du faisceau lumineux 20 sont modifiés. On obtient ainsi un ensemble de valeurs de rapport R(jj)kr tel que défini ci-après (ou au paragraphe §[46]) et nommé rapport de taux de polarisation :
- Iijk
1 ijr
Avec,
- lijk correspondant à une valeur de l'intensité du faisceau lumineux mesurée par le détecteur optique 14, pour une longueur d'onde i, un angle de diffusion j et un angle de polarisation du faisceau lumineux égal à k, et - Ijjr correspondant à une valeur de l'intensité du faisceau lumineux mesurée par le détecteur optique 14, pour une longueur d'onde i, un angle de diffusion j et un angle de polarisation du faisceau lumineux égal à r, la valeur de r étant différente de la valeur de k.
[52] Selon une autre étape, pour chaque rapport de taux de polarisation R(ij)kr calculé ci-dessus, l'unité de calcul 30 effectue un calcul théorique de la valeur de ce taux de polarisation en fonction de la taille des structures diffusantes présentes dans le gel dosimétrique. Ce calcul théorique est réalisé à partir de la méthode TMatrix telle que décrite dans le document suivant : « Scattering, absorption and émission of light by small particles » - Michael I. Mishchenko, Larry D. Travis, Adrew A. Lacis - Cambridge University Press. De préférence, ce calcul théorique est réalisé dans le cadre de la théorie de Mie qui correspond au cas limite où les structures diffusantes ont un paramètre de taille tendant vers 3.
[53] Selon une autre étape, l'unité de calcul 30 identifie la taille théorique des structures diffusantes commune à chaque calcul théorique du rapport de taux de polarisation réalisé précédemment.
[54] Selon une autre étape, l'unité de calcul 30 associe à cette taille théorique commune à chaque calcul théorique du rapport de taux de polarisation, une dose d'irradiation présente dans une table de correspondance associée au gel dosimétrique et préenregistrée par l'unité de mémoire 32.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de mesure (2) d'au moins une dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique (4), comprenant :
• une source de lumière (6) émettant un faisceau lumineux (8) dont la longueur d'onde est modifiable dans le temps ;
• un support (10) pour le positionnement d'un gel dosimétrique (4) dans le faisceau lumineux (8) émis par la source de lumière (6) ;
· un détecteur optique (14) du faisceau lumineux (8), positionné de sorte que son axe de détection (18) forme un angle de diffusion (a) avec l'axe du faisceau lumineux (8) au niveau du support (10) ;
caractérisé en ce que le dispositif de mesure (2) comprend :
• un moyen de polarisation (22) du faisceau lumineux (8) selon au moins deux angles de polarisation distincts, le moyen de polarisation (22) étant positionné entre la source de lumière (6) et le détecteur optique (14) ; et
• une unité de mesure (28) de la valeur de l'intensité du faisceau lumineux (8) mesurée par le détecteur optique (14) ; et
• une unité de calcul (30) de la valeur d'un rapport d'intensités du faisceau lumineux (8) mesuré par le détecteur optique (14), pour deux angles de polarisation distincts et successifs du faisceau lumineux (8) sélectionné par le moyen de polarisation (22) et/ou pour deux longueurs d'onde distinctes et successives du faisceau lumineux (8), l'unité de calcul (30) est configurée pour associer à au moins une valeur du rapport d'intensités calculé par l'unité de calcul (30), une valeur de dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique
(4).
2. Dispositif de mesure (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la valeur de l'angle de diffusion (a) est comprise entre 10° et 350°, de préférence entre 30° et 85° ou entre 95° et 120°.
3. Dispositif de mesure (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de calcul (30) comprend une unité de mémoire (32) dans laquelle est mémorisée une table de correspondance entre au moins une valeur d'un rapport d'intensités calculé par l'unité de mesure (28) et une valeur de dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique (4).
4. Dispositif de mesure (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de lumière (6) comprend un moyen de sélection (7) d'au moins deux plages de longueurs d'onde distinctes et observables par le détecteur optique (14).
5. Dispositif de mesure (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de polarisation (22) comprend un premier polariseur (24) positionné entre la source de lumière (6) et le support (10), et un second polariseur (26) positionné entre le support (10) et le détecteur optique (14).
6. Dispositif de mesure (2) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen de polarisation (22) comprend un premier polariseur (24) et un second polariseur (26), tous deux positionnés entre la source de lumière (6) et le support (10), ou entre le support (10) et le détecteur optique (14).
7. Dispositif de mesure (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen diffusant positionné entre la source de lumière (6) et le support (10), de manière à uniformiser la polarisation du faisceau lumineux (8) émis par la source de lumière (6).
8. Dispositif de mesure (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de déplacement du support (10) par rapport à l'axe de détection (18) du détecteur, de préférence en préservant la valeur de l'angle de diffusion (a).
9. Dispositif de mesure (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de pivotement du détecteur optique (14) par rapport au support (10), de manière à modifier la valeur de l'angle de diffusion (a).
10. Dispositif de mesure (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux miroirs en oscillations linéaires ou angulaires, à des fréquences supérieures à l'inverse du temps de mesure de l'unité de mesure (28), positionnés sur le trajet du faisceau lumineux entre la source de lumière (6) et le détecteur optique (14).
11. Procédé de mesure d'au moins une dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique (4) à l'aide d'un dispositif de mesure (2) selon l'une des revendications précédentes, mettant en œuvre les étapes suivantes :
- positionnement d'un gel dosimétrique (4) sur le support (10) de sorte que le faisceau lumineux (8) émis par la source de lumière (6) éclaire le gel dosimétrique (4) à une première longueur d'onde ;
- orientation du détecteur optique (14) de sorte que son axe de détection (18) traverse le gel dosimétrique (4) et forme un angle de diffusion (a) avec le faisceau lumineux (8) ;
- détermination par l'unité de mesure (28) de l'intensité lumineuse observée par le détecteur optique (14) ;
- modification de l'angle de polarisation du faisceau lumineux (8) à l'aide du moyen de polarisation (22) et/ou modification de la longueur d'onde du faisceau lumineux (8) ;
- nouvelle détermination par l'unité de mesure (28) de l'intensité lumineuse observée par le détecteur optique (14) ;
- estimation par l'unité de calcul (30) de la valeur d'un rapport entre les deux intensités mesurées ;
- identification dans une table de correspondance par l'unité de calcul (30) d'une dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique (4) à partir de la valeur du rapport d'intensité estimé par l'unité de calcul (30).
12. Procédé de mesure d'au moins une dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique (4) à l'aide d'un dispositif de mesure (2) selon l'une des revendications 1 à 11, mettant en œuvre les étapes suivantes : a) positionnement d'un gel dosimétrique (4) sur le support (10) de sorte que le faisceau lumineux (8) émis par la source de lumière (6) éclaire le gel dosimétrique (4) à une première longueur d'onde ;
b) orientation du détecteur optique (14) de sorte que son axe de détection (18) traverse le gel dosimétrique (4) et forme un angle de diffusion (a) avec le faisceau lumineux (8) ;
c) détermination par l'unité de mesure (28) de l'intensité lumineuse observée par le détecteur optique (14) ;
d) modification de l'angle de polarisation du faisceau lumineux (8) à l'aide du moyen de polarisation (22) ;
e) nouvelle détermination par l'unité de mesure (28) de l'intensité lumineuse observée par le détecteur optique (14) ;
f) estimation par l'unité de calcul (30) de la valeur d'un rapport entre les deux intensités mesurées, appelé taux de polarisation ;
g) modification de la valeur de la longueur d'onde du faisceau lumineux (8) émis par la source de lumière et/ou modification de l'angle de diffusion (a) ;
h) reproduction des étapes c) à g) plusieurs fois de suite afin d'obtenir des taux de polarisation pour des couples de valeurs de longueur d'onde et d'angle de diffusion différents ;
i) modélisation par l'unité de calcul (30) d'un taux de polarisation théorique en fonction de la taille des structures diffusantes présentes dans le gel dosimétrique ;
j) identification par l'unité de calcul (30) d'une taille de structures diffusantes présente dans chaque modélisation des taux de polarisation théorique ;
k) identification dans une table de correspondance par l'unité de calcul (30) d'une dose d'irradiation absorbée par un gel dosimétrique (4) à partir de la valeur du rapport d'intensité estimé par l'unité de calcul (30).
13. Procédé de mesure selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que les étapes précédentes sont réitérées pour un gel dosimétrique (4) irradié à des doses différentes et connues, afin d'établir une table de correspondance.
14. Procédé de mesure selon la revendication 11 à 13 à l'aide d'un dispositif de mesure (2) selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que l'angle de diffusion (a) du détecteur est modifié en fonction de la plage de longueurs d'onde du faisceau lumineux (8) sélectionnée par un moyen de sélection (7).
15. Procédé de mesure selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que le support (10) est déplacé entre chaque série de mesure de manière à obtenir les doses d'irradiation absorbées par le gel dosimétrique (4) dans un plan en deux dimensions, de préférence en trois dimensions.
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