Dosimètre à fibre optique scintillante pour la radiologie

Les rayons X sont aujourd’hui essentiels dans la caractérisation et la métrologie des matériaux, des objets et des espèces vivantes, ainsi que dans certaines thérapies comme le traitement du cancer par exemple. L’un des enjeux sociétaux actuels est la quantification du niveau d’exposition radioactive du patient lors d’un examen radiologique de type scanner ou IRM.

L’idée est de placer un détecteur de rayons-X ultra-compact et flexible, sous ou dans le matelas, voire la têtière, de la table d’examen où s’installe le patient.

Deux solutions sont à l’étude. La première consiste en une sonde à fibre optique, constituée de fibre optique plastique 500 µm et d’une section en fibre optique scintillante, sensible aux rayons-X, de 500 µm également.

La seconde est un maillage tissé de fibres optiques scintillantes, qui pourrait en plus permettre de localiser très finement l’endroit qui a reçu les radiations.

SEDI-ATI a une longue expérience dans l’épissurage de fibres optiques scintillantes avec des fibres optiques plastiques. L’épissurage entre deux différents types de fibres optiques gros cœur mais de même diamètre, n’est pas faisable par fusion. SEDI-ATI maitrise le procédé mécanique permettant de réaliser une épissure sur ce type de fibres. La jonction entre les deux fibres (plastiques et scintillantes) est ensuite protégée par un tube en inox.

SEDI-ATI est un acteur reconnu pour son savoir-faire dans la manipulation des fibres optiques gros cœur, notamment des fibres optiques scintillantes. SEDI-ATI est de fait le partenaire industriel dans le projet NANOPTiX (ANR-18-CE42-0016) de l’Agence Nationale de la Recherche. Ce projet de recherche vise à développer une nouvelle génération de détecteurs de rayons X ultra-performants : miniaturisés, flexibles, haute résolution, sans crosstalk, plus grande sensibilité, temps de réponse réduit, etc.

Ce projet cible de minuscules sondes à rayons X intégrées à l’extrémité de fibres optiques de la taille d’un cheveu. À cette fin, NANOPTiX exploitera, pour la première fois, le concept d’Antenne Nano-Optique (ANO) pour contrôler la Luminescence Excitée Sous Irradiation (LESI) par des scintillateurs.

Pour aller plus loin, lisez la publication « Seven-probe fiber detector for time-resolved source tracking in HDR-brachytherapy: Pre-clinical experimental evaluation » parue dans la revue Medical Physics, Volume 52, Issue 11, Novembre 2025.

Cet article met en avant l’évaluation expérimentale pré-clinique d’un détecteur à 7 scintillateurs (7SD « Seven-probe Scintillator Detector ») pour le suivi en temps réel des traitements de brachythérapie à haute dose (HDR-BT).

L’évaluation pré-clinique a démontré que le 7SD permettra d’améliorer la sécurité des patients grâce à sa capacité à détecter en temps réel les erreurs de positionnement de la source radioactive avec une précision submillimétrique, ainsi qu’à contrôler les niveaux de doses de radiation délivrés durant une très courte durée d’exposition (0,1 à 19,5 s).

Des tests de cytotoxicité ont été réalisés pour confirmer la biocompatibilité du 7SD : aucune cytotoxicité significative n’a été détectée. Le 7SD est compatible avec les aiguilles et les cathéters standards, ce qui facilitera son intégration dans les pratiques cliniques.

Conclusion : Le 7SD démontre un potentiel significatif pour une utilisation clinique en brachythérapie HDR.

Le 7SD. (a) Photographie du 7SD avec la plage de déplacement source prise en compte dans cette étude indiquée. (b) Images au microscope montrant les sept microcellules à scintillation intégrées à l’extrémité qui composent le 7SD. (c) Photographie du 7SD encapsulé à côté d’une aiguille métallique interstitielle HDR-BT commerciale à des fins de comparaison de taille.

Acteurs majeurs du projet : l’Agence Nationale de la Recherche, SATT SAYENS, Institut FEMTO-ST et Miguel Angel SUAREZ, le Centre Georges François Leclerc (CGFL) et Mathieu GONOD, SEDI-ATI et Samir LASKRI.