Etude et développement d'un système de dosimétrie in vivo implantable basé sur la radioluminescence du nitrure du gallium GaN

par Anas Ismail

Thèse de doctorat en Physique radiologique et médicale

Sous la direction de Jacques Balosso.

Soutenue en 2009

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Cette thèse a pour objectif de caractériser un système dosimétrique in vivo implantable pour la radiothérapie externe capable de réaliser, en temps réel, une mesure directe de la dose absorbée dans le volume cible. Ce système, nommé SECURIDOSE, met en œuvre une sonde implantable qui comporte à son extrémité distale un cristal de nitrure de gallium radioluminescent. La transduction par radioluminescence du nitrure de gallium a été étudiée et ses performances intrinsèques ont été comparées avec celles d'autres techniques de transduction mises en œuvre en dosimétrie in vivo. Ce mode de transduction offre un avantage en termes de un rendement de transduction qui est de 100000 photons/MeV. Le GaN a un temps de réponse très court (<1ns). Son émission bande à bande dans le UV est bien adaptée à une mesure en temps réel de la dose. Son spectre d'émission est étroit ce qui facilité la réjection spectrale des luminescences parasites. Le système proposé offre une réponse linéaire avec la dose d'irradiation qui ne dépend pas du débit de dose. Cette réponse reste linéaire même pour des doses d'irradiation très supérieures à celles délivrées au patient. De plus, les sondes SECURIDOSE restent opérationnelles après un cycle de stérilisation Gamma avec une irradiation par une source de 60Co à une dose de 29 kGy. Le GaN n'a pas une dépendance angulaire. Le seul désavantage du système, est la dépendance à l'énergie du faisceau du fait que le GaN n'est pas équivalent tissu. Une variation de 4. 5% de la réponse du système a été observée entre deux énergies de faisceaux de photons 6MV et 18MV.


  • Résumé

    This work presents characterization studies of an implantable real-time dosimetric probe for in-vivo dosimetry named SECURIDOSE. The probe consists of a small volume of Si-doped GaN as scintillator coupled with an optical fiber which ensures the transmission of the radioluminescence signal. GaN is a wide direct gap semiconductor with high yield of light (100000 photons/MeV), and very short rising time (<1ns). Its near-band-edge emission in UV range is very suitable for real time measurements. Its narrow emission allows background rejection by spectral filtration. The proposed system offers a linear readout with the delivered dose which does not depend on the dose rate. Moreover, SECURIDOSE probes remain operational after a cycle of gamma ray sterilization with a source of 60Co with a dose of 29 kGy. GaN has no angular dependence. A disadvantage of the system is its mild energy dependence due to the fact that GaN is not tissues-equivalent. A variation of about 4. 5% of the system response was observed between 6MV and 18MV photon beams.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (165 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 70 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS09/GRE1/0303/D
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