Axe 3.3 : Vers de nouveaux équipements en radiothérapie.

3.3.1 : Introduction du projet :

Bien que les traitements par radiothérapie externe et interne soient actuellement très répandus et considérés comme des routines, il reste de la place pour le développement des techniques associées. En effet, les progrès en radiothérapie sont constants et beaucoup de nouvelles techniques sont en développement. L’objectif commun est de focaliser les rayons le plus précisément sur la tumeur et d’épargner au maximum les tissus et organes sains voisins afin de rendre le traitement le plus efficace possible. Dans le cadre de cet axe de recherche développé dans POPRA, nos objectifs sont de deux sortes.

Nous souhaitons, d’une part, étudier les possibilités non exploitées des appareils de traitement actuellement disponibles sur le marché. À titre d’exemple, en radiothérapie externe utilisant un collimateur multi lames, ce dernier est situé au bout d’un bras qui peut tourner autour du patient ; rotation qui est actuellement utilisée pour obtenir une irradiation concentrique sur la tumeur. Le collimateur possède, lui aussi, un axe de rotation qui est généralement fixé pour une rotation du bras donnée. Fort de premiers résultats encourageant, nous souhaitons étudier l’utilisation de plusieurs positions du collimateur sur cet axe de rotation durant une rotation du bras. L’objectif est de permettre de meilleurs performances en terme de temps et de précision du traitement.

Nous souhaitons, d’autre part, participer au développement des techniques de modulation par bouclier en radiothérapie interne à haut débit de dose. Cette nouvelle approche de la modulation d’intensité est émergente et permet de cumuler la modulation temporelle actuellement utilisée à de la modulation par bouclier. L’objectif principal reste une meilleure qualité de traitement en se conformant au mieux à la forme de la tumeur.

3.3.2 : Contexte scientifique :

C’est une propriété que Guillaume Blin et ses collaborateurs ont d’ores-et-déjà étudiée dans le cadre de travaux précédents présentés à CiE 2010 et CSR 2011 et faisant actuellement l’objet d’un projet PEPS CNRS auquel ils participent.

3.3.3 : Programme scientifique :

Le projet proposé se construit comme suit :

Tâche 1. Caractérisation des types de cancer où la rotation du MLC apporte une amélioration du traitement

L’objectif de cette caractérisation est de définir un cadre d’étude algorithmique borné. Cette limitation permettra d’obtenir de meilleurs résultats qu’une solution générique ne pouvant tenir compte des spécificités de la localisation et la nature de la tumeur. Une étude préliminaire est en cours à l’Institut Bergonié et implique Guillaume Blin, Christina Zacharatou et Bénédicte Henriques de Figueiredo.

Tâche 2. Etude algorithmique de la rotation des MLCs

L’objectif de cette tâche est de déterminer clairement les possibilités et les limites théoriques de la prise en compte de la rotation des MLCs dans le cadre du calcul de plan de traitement. L’objectif est de proposer une « meilleure » utilisation des appareils de traitement et de participer, ainsi, à la politique de renforcement de la qualité et de la sécurité des traitements. On peut facilement constater que dans certains cas, l’utilisation d’une double orientation du MLC permet de réduire le nombre de configurations nécessaires pour le traitement.

Tâche 3. Nouveaux équipements en radiothérapie externe : MLCs en couches

L’objectif de cette tâche est plus exploratoire puisqu’elle fait appel à un équipement non disponible à l’Institut Bergonié, à savoir la superposition orthogonale de deux MLCs (DmMLC). Il est proposé par le groupe Direx sous le nom de AccuLeaf. Avec ce système, la matrice suivante :

Tâche 4. Nouveaux équipements en curiethérapie

Nous souhaitons aborder les aspects algorithmiques des traitements par curiethérapie, qui contrairement à la radiothérapie externe qui est qualifiée d’externe puisque la source des particules est à l’extérieur du corps du patient, est une radiothérapie interne où les sources de radiation sont introduites dans le patient.

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