Conversion endose

Tout au long du calcul, Eclipse effectue la convolution des kernels en terme d’énergie déposée _{ܧ. Ainsi, l’énergie absorbée au niveau du point de calcul est la superposition des trois} composantes de la dose.

La distribution en énergie est ensuite convertie en dose _{ܦ, grâce à un facteur de correction de} la masse volumique et à un facteur _{ܿ de passage des J/m}3 en Gray :

ܦ൫ݔఉǡ ݕఉǡ ݖఉ൯ ൌ ܿǤ ܧ൫ݔఉǡ ݕఉǡ ݖఉ൯ݔ_ఘ൫௫ఘ_ഁ೐ೌೠ_{ǡ௬ഁǡ௭ഁ൯} (2.33)

où _ߩ௘௔௨ et _{ߩ൫ݔఉǡ ݕఉǡ ݖఉ൯ sont les densités électroniques respectivement de l’eau et du} matériau du voxel.

En présence d’hétérogénéités, le terme _{ܧ൫ݔఉǡ ݕఉǡ ݖఉ൯ est remplacé par l’équation (2.27).}

III. Conclusion

Quelle que soit la méthode de calcul de la distribution de la dose (TPS ou Monte-Carlo) dans un volume quelconque, le but est de reproduire le plus fidèlement possible le résultat des interactions afin d’obtenir des valeurs de doses absorbées les plus précises.

Les méthodes Monte-Carlo sont réputées précises notamment dans les hétérogénéités. Le code BEAMnrc/EGSnrc est devenu au fil des années une référence en radiothérapie grâce à la modélisation complète de la tête de l’accélérateur (de la source d’électrons au collimateur multilames) puis à l’amélioration de la modélisation du transport des électrons au niveau des interfaces (algorithme PRESTA II).

La création du modèle de l’accélérateur linéaire demande d’ajuster plusieurs paramètres (rayon, dispersion et énergie moyenne) pour correspondre aux mesures selon les critères de l’indice gamma.

Cependant, les méthodes Monte-Carlo demandent des temps de calcul très longs (plusieurs jours) non adaptés à une utilisation clinique mais facilement accessibles en recherche grâce aux partages des calculs au sein du Mésocentre de calcul de l’Université de Franche-Comté par exemple. C’est pourquoi, les TPS sont au cœur de la radiothérapie, car ils permettent un calcul de dose suffisamment précis (inférieur à 5 %) avec une durée acceptable (inférieure à 30 min) en admettant des approximations.

Les traitements ORL en présence de prothèses dentaires constituent un cas extrême pour tout système de calcul. Les méthodes Monte-Carlo sont donc une technique de choix pour effectuer des comparaisons avec les systèmes de calcul utilisés en clinique.

Pour une étude complète, il paraît indispensable de réaliser en parallèle des mesures expérimentales avec des détecteurs choisis et adaptés aux fantômes qui font l’objet du chapitre suivant.

͵Ǥ

Šƒ’‹–”‡͵ǣ







’ƒ…–†‡•’”‘–Š°•‡•†‡–ƒ‹”‡•†ƒ•†‡•

ˆƒ–؏‡•ƒ–Š”‘’‘‘”’Š‹“—‡•

Actuellement, l’offre de soins dentaires pour réparer les dents malades est large. On peut classer ces soins en deux catégories : les prothèses amovibles et les prothèses non amovibles. Comme les premières peuvent être retirées pour un traitement de radiothérapie, nous nous intéresserons uniquement aux secondes. Les prothèses non amovibles peuvent être séparées en deux familles : les prothèses de type couronne ou bridge, encore largement fabriquées en alliage métallique, et les amalgames pour le soin des caries constitués d’alliage de mercure.

De nouveaux matériaux se sont développés. Les couronnes tendent à être remplacées par de la céramique plus esthétique et de masse volumique plus faible (6 g/cm3 contre 8,8 g/cm3 pour l’alliage métallique). Cependant, ce matériau plus fragile et beaucoup plus coûteux est moins accessible. Concernant les amalgames, les résines (de masse volumique équivalente à une dent) supplantent de plus en plus les alliages au mercure, mais, elles sont moins résistantes et ne sont pas toujours adaptées. C’est pourquoi, tous deux sont encore largement répandus et susceptibles de perturber les traitements de radiothérapie.

Les perturbations liées à la présence de ces matériaux de masse volumique élevée, à savoir l’atténuation et la rétrodiffusion, sont bien connues. Cependant dans un contexte où les soins dentaires et radiothérapeutiques sont largement accessibles, l’impact sur les traitements dans un volume restreint qu’est la tête reste à éclaircir.

Afin de quantifier l’influence de ces matériaux, essentiellement sur le volume cible, nous avons mené l’étude en deux temps en cherchant à se rapprocher de la configuration complexe de la tête et du cou avec des fantômes anthropomorphiques.

L’étude préliminaire avec une dentition naturelle (dent saine, dent avec amalgame ou couronne = échantillon) s’est attachée à démontrer dans des conditions simples (un échantillon et un faisceau), le degré d’atténuation lié à ces matériaux par la mesure (TLD et films radiochromiques). Elle a également permis d’effectuer une première évaluation des algorithmes de calcul du TPS Oncentra Master Plan (OMP) de Nucletron avec les simulations Monte-Carlo.

Riche des enseignements de cette étude, nous avons poursuivi avec des échantillons standardisés (cubes de 1 cm d’arête en verre, en verre percé avec différents diamètres d’amalgame ou en verre recouvert d’une couronne métallique) et un nouveau fantôme anthropomorphique (plus adapté pour les mesures expérimentales avec les films), pour approfondir le rôle de l’atténuation dans des situations plus complexes (plusieurs échantillons, deux faisceaux opposés) à l’image d’un traitement. Pour les calculs de distribution de la dose sur les images CT, une méthode de correction des artéfacts a été appliquée.

Ce chapitre décrit tout d’abord les deux types de détecteurs utilisés pour cette partie expérimentale ; l’objectif étant d’évaluer dans un fantôme l’influence d’un échantillon (étude préliminaire) puis de plusieurs (étude standardisée) pour s’approcher d’un traitement ORL. Afin de réaliser une analyse complète, la quantification de l’impact des prothèses inclut l’évaluation des algorithmes des TPS grâce aux simulations Monte-Carlo (code BEAMnrc) et aux mesures expérimentales.

I. Détecteurs

Pour cette étude, deux types de détecteurs ont été utilisés : un détecteur ponctuel thermoluminescent (§ I.1) et un détecteur en deux dimensions radiochromique (§ I.2). Pour chacun, le principe, les caractéristiques et l’étalonnage seront décrits.