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L’objectif de ce travail est de parcourir les différentes étapes réalisées par le physicien
médical agréé en radiothérapie, pour implémenter une nouvelle technique de radiochirurgie.
Cette technique a pour but de traiter la névralgie du trijumeau, à l’aide d’un faisceau de
photons d’énergie nominale 6X FFF, délimité par un cône de diamètre 4 mm.

Physique, chimie, mathématiques & sciences de la terre > Physique

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The Stereotactic Body Radiation Therapy (SBRT) is a highly conformational external beam radiation therapy technique which can treat tumors with an extreme precision. Doses in stereotactic conditions are very high and delivered in a hypo-fractionated schedule. At the CHU Tivoli, this method is used to treat pulmonary tumors, normally by delivering 48 Gy to the target, in 4 fractions. This work pursues a double objective. The first one is to carry out the necessary measurement and verifications to perform pulmonary SBRT with fields sizes from 4 x 4 to 2 x 2 cm . Nevertheless, the dosimetry of small beams represents a major challenge caused mainly by the loss of lateral electronic equilibrium as well as the volume averaging effect. Therefore, it is important to choose the right detectors and to proceed to manipulations with high precision. The second objective consists in defining the procedure to be followed and the choices that will facilitate the commissioning of small fields on the future linear accelerators of CHU Tivoli, scheduled for 2021. After comparing the lateral dose profiles, percent depth doses and output factors with some small fields specific detectors, we modeled the beam in the TPS and configured the AAA algorithm from the data acquired with the diode E 60017 from the firm PTW. The match between the TPS calculations and the dose delivered by the accelerator was first verified by comparing the latter with measurements under simple conditions, identical to the manipulations. The satisfactory results of the gamma analysis ensure the correct configuration of the algorithm. Then, to validate the clinical use of small beams in VMAT, stereotactic treatment plans, based on a computed tomography acquisition of a homemade antropomorphic thoracic phantom, were verified with the aS500 portal imager, the OCTAVIUS 4D and via irradiation of the phantom. The results allow to treat clinically tumors located in lungs’ center areas in VMAT using small fields. However, if a small tumor is placed at the edge of the lung parenchyma, the complexity of the treatment plan combined with the equipment and algorithm used didn’t provide the desired results. Consequently, it would be interesting to repeat some verifications with the new TrueBeam accelerators and the AcurosXB algorithm, in 2021.

SBRT pulmonaire --- petits champs --- physique médicale --- radiothérapie --- stéréotaxie --- commissioning --- Physique, chimie, mathématiques & sciences de la terre > Physique

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Introduction et but : Lors du traitement du cancer du sein par le biais de la radiothérapie, les rayons peuvent induire un gonflement du sein. Ce gonflement est parfois non négligeable et doit être pris en compte lors de la planification du traitement afin de garantir que l’entièreté du sein reçoive la dose prescrite. Ce travail a pour but de déterminer comment les techniques inverses peuvent tenir compte de ce gonflement grâce à la planification robuste et si cette planification a des conséquences sur la dosimétrie.
Matériels et méthodes : Pour 23 patientes ayant des prescriptions identiques, une quantification du gonflement du sein a été faite grâce aux CBCT. Puis, pour chacune de ces patientes, 5 plans ont été réalisés dans Raystation. Il s’agit des plans 3D-CRT, IMRT, IMRT robuste, VMAT et VMAT robuste. Les plans robustes sont obtenus grâce à un CT déformé où un gonflement a été simulé pour chaque patiente. L’évaluation des différentes techniques a été faite sur le CT de simulation, le CT déformé et le CBCT ayant la déformation la plus importante.
Résultats : Les plans robustes couvrent aussi bien le PTV que les plans 3D-CRT ou que leur homologue non robuste. Cependant, il y a une légère perte de couverture entre les plans VMAT robustes et non robustes. L’homogénéité et la conformité pour les plans robustes sont moins bonnes que pour les techniques non robustes. En ce qui concerne les doses délivrées aux organes à risque, il n’y a pas de différence entre les techniques robustes et non robustes. Les résultats sur le CT déformé et sur le CBCT montrent que les plans robustes maintiennent la couverture lors d’un gonflement du sein contrairement aux techniques sans plan robuste.
Conclusions : En conclusion, lors de la planification avec une technique inverse, l’utilisation d’un plan robuste est à envisager pour maintenir la couverture lors du gonflement du sein. Ce type de planification est utilisée lorsque l’anatomie de la patiente rend la planification compliquée et l’utilisation d’un plan robuste permet de rendre ces plans d’autant plus résistants face à cette incertitude anatomique.

radiothérapie --- planification robuste --- planification inverse --- gonflement du sein --- dosimétrie --- Physique, chimie, mathématiques & sciences de la terre > Physique

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Le présent travail concerne le traitement des Cancers Pulmonaires Non à Petites Cellules
(CPNPC) par Radiothérapie Corporelle Stéréotaxique (RCS), appelée communément par sa version anglophone Stereotactic Body Radiation Therapy (SBRT). Il s’agit d’une technique de traitement destinée à des lésions extracraniennes au cours de laquelle de fortes doses de rayonnements ionisants (entre 6 et 30 Gy) sont administrées en un nombre réduit de fractions
(maximum 5). Elle s’oppose aux traitements conventionnels dont le principe est d’administrer la dose totale par petites doses de 2 Gy en un nombre élevé de séances. Au CHU de Liège, les SBRT pulmonaires sont actuellement réalisées sur le CyberKnife, une machine dédiée à la stéréotaxie qui permet d’effectuer du tracking respiratoire (technique qui consiste à suivre la tumeur durant l’irradiation malgré les mouvements induits par la respiration). Pour certains patients, ce tracking n’est cependant pas réalisable. L’idée serait alors de les traiter sur un
accélérateur linéaire (ou LINear ACcelerator (LINAC)) de la firme Elekta utilisé pour les traitements traditionnels. Pour traiter des lésions pulmonaires en radiothérapie conventionnelle, des plans de traitement en VMAT (pour Volumetric Modulated Arc Therapy) sont réalisés en utilisant le concept de PTV (pour Planning Target Volume) et optimisés avec
une méthode standard. Le projet ici est de planifier les traitements stéréotaxiques des lésions pulmonaires en utilisant la méthode VMAT basée sur le concept de GTV (pour Gross Target Volume) et de les optimiser avec une méthode robuste. L’objectif est d’analyser les intérêts potentiels qu’offre cette méthode d’optimisation robuste couplée au concept de GTV par rapport à la méthode de planification conventionnelle utilisée en routine pour les traitements des lésions pulmonaires non stéréotaxiques.

Le travail essentiel de ce mémoire consiste à créer deux plans de traitement pour chacun des 24 patients sélectionnés : un plan réalisé en VMAT en utilisant le concept de PTV et optimisé de manière classique et un plan réalisé en VMAT en utilisant le concept de GTV et optimisé de manière robuste. Les deux types de plans sont comparés à trois niveaux : leur complexité (via la métrique MCSv), leur robustesse et le résultat de différentes grandeurs dosimétriques (le nombre total d’UM délivré par fraction, le volume irradié, la dose reçue par le poumon qui contient la lésion). Ces comparaisons sont évaluées statistiquement grâce au test de Wilcoxon.

Sur base des résultats obtenus, même si son élaboration demande plus de temps, il est possible d’affirmer que la planification robuste sur le GTV apporte des avantages par rapport à la planification classique sur le PTV : pour une robustesse équivalente et une toxicité similaire, elle permet d’obtenir des plans significativement moins complexes, moins modulés, nécessitant moins d’UM et permettant un temps de traitement plus rapide.

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«Dosimétrie de transit en radiothérapie externe, étude des performances après 3 années d’utilisation». Tel est l’intitulé de ce travail de fin d’études. La dosimétrie de transit en radiothérapie externe, est une dosimétrie in-vivo. Ainsi, pour mieux étayer ce travail, nous allons dans le Chapitre 1, parler de généralités, où il sera question de Dosimétrie In-Vivo. Nous présenterons donc les différents types de détecteurs ponctuels et planaires utilisés pour la dosimétrie in-vivo en clinique, leurs avantages, leurs inconvénients et leurs limites.
Le Chapitre 2 quant à lui sera dédié en général à la dosimétrie de transit et aux différents logiciels disponible sur le marché.
Nous marquerons ensuite une attention particulière au logiciel PerFRACTION et son fonctionnement dans notre chapitre 3. PerFRACTION est le logiciel de dosimétrie utilisé dans le service de Radiothérapie du centre Hospitalier EpiCURA à Baudour depuis bientôt 3 ans. L’exploitation de cette base de données durant ce laps de temps, sera mise à profit au chapitre 4, où nous présenterons, quelques paramètres d’influence de la bonne délivrance du traitement des patients, pour 3 localisations courantes : les localisations mammaires, thoraciques (pulmonaires) et pelviennes (prostatiques).
L’interprétation des résultats obtenus sera réalisée dans le chapitre 5. Ceci nous permettra de juger de la logique des résultats de PerFRACTION suivant les paramètres d’influence, et ainsi, d’évaluer ses performances.

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