Auteur
TOUTAOUI, Abdelkader
Directeur de thèse
Chami, A.C. (Professeur)
Filière
Physique
Diplôme
Doctorat
Titre
Mise au point d'un modèle dosimétrique 3D pour les faisceaux d'électrons de hautes énergies utilisés en radiothérapie
Mots clés
Faisceaux électroniques ; faisceaux électroniques : Modèles mathématiques ; Dosimétrie ; Rayonnements : Dosage ; Radiothérapie de haute énergie ; Relations dose-effet
Résumé
Durant les dernières années, l’intérêt pour l’utilisation des faisceaux d’électrons de hautes énergies en radiothérapie s’est accru en raison de la disponibilité croissante des accélérateurs linéaires médicaux. Durant la même période, le développement de l’imagerie médicale (imagerie tomographique aux rayons X, échographie, IRM, ) a rendu possible l’exploitation clinique des données anatomiques du patient à travers les images. De plus, le développement de la technologie informatique a rendu possible la jonction entre les données de l’accélérateur, les données anatomiques du patient et les algorithmes de calcul de dose pour une meilleure planification des traitements. Par conséquent, pour pouvoir utiliser ces propriétés de façon optimale et permettre une utilisation clinique, il est nécessaire d’avoir des algorithmes de calcul de doses flexibles et aussi précis que possible. Un programme de calcul de dose doit tenir compte des interactions fondamentales des électrons avec la matière et doit modéliser le plus exactement possible le transport de ces électrons dans les milieux irradiés. Bien que la méthode Monte Carlo commence à être utilisée directement en routine clinique pour la planification des traitements, l’approche basée sur la décomposition en faisceaux élémentaires continue à être l’une des approches les plus utilisées dans le calcul de dose pour les faisceaux d’électron en radiothérapie. La dose en un point du milieu irradié est obtenue en sommant les contributions de tous les faisceaux élémentaires. Dans le présent travail, nous avons développé un modèle pour le calcul de dose 3D des faisceaux d'électrons, basé sur les distributions de faisceaux élémentaires générés par la méthode Monte Carlo, en utilisant un spectre d'énergies effectif à la surface du fantôme. Le spectre effectif est déterminé en ajustant des distributions de dose en profondeur mesurées dans l'eau. La vérification et la validation de cet algorithme de calcul de dose a été réalisée en confrontant les doses calculées et mesurés pour un certain nombre de champs de différentes tailles, différentes distance source-patient (DSP) et différents arrangements de géométrie du faisceau. Par ailleurs, nous avons comparés les prévisions de cet algorithme à des distributions de dose simulées par la méthode Monte Carlo. L’évaluation de la précision de l’algorithme a été obtenue pour dix configurations expérimentales et six configurations simulées par la méthode Monte Carlo incluant différentes situations cliniques : surfaces irrégulières, incidence oblique, hétérogénéités, … Pour cette évaluation, la méthode l’indice gamma a été utilisé en considérant une précision double sur la dose et la distance de (3%/2mm). Pour chaque test, si cet indice est inferieur à 1, le test est concluant ; par contre, si cet indice est supérieur à 1, le test n’est pas concluant. Les comparaisons des doses calculées par l’algorithme développé dans ce travail avec les données expérimentales et celles simulées par la méthode Monte Carlo pour les champs simple ont montré une très bonne précision, puisque l’écart maximal observé pour les champs ouverts est inférieur à 3% pour toutes les configurations expérimentales et Monte Carlo testées. Pour les configurations d’irradiation ayant une surface irrégulière ou présentant des inhomogénéités, l’algorithme reproduit qualitativement les distributions de doses de façon précise, et pour les écarts obtenus entre les doses calculées par l’algorithme et celles mesurées et simulées par la méthode Monte Carlo, ils restent acceptables même si pour certains points, dans des configurations complexes, ils dépassent les tolérances.
Date de soutenance
28/06/2012
Cote
539.77
Pagination
152 P.
Illusatration
ill.
Format
30 cm.
Notes
Support papier accompagné d'un CD-Rom ; Bibliogr. p. 146-152
Statut
Traitée