Comprendre les effets secondaires des radiothérapies grâce au calcul de la dose "hors champ"

Afin d'évaluer la dose de rayonnement atteignant les tissus sains lors d'une radiothérapie, le CEA-List, institut de CEA Tech, a repoussé les limites des techniques de calcul classiques.

Les techniques de radiothérapie les plus récentes, qui permettent d'adapter la forme du champ de traitement à la forme de la tumeur, ne sont pas exemptes de risques. Malgré tous les efforts réalisés pour faire converger les particules de haute énergie produites par la machine sur les tissus malades, quelques photons atteignent des zones "hors champ" et peuvent par la suite être à l'origine de pathologies radio induites notamment des cancers. Or, les logiciels actuels ne parviennent pas à estimer cette dose.

Le travail des chercheurs du CEA-List a consisté à calculer numériquement cette dose "hors champs" à l'aide d'un code de calcul Monte Carlo. Si ce dernier permet de simuler la dose globale reçue par le patient aux environs de la tumeur lors d'un traitement, il est incapable, dans des temps raisonnables, de calculer la dose atteignant les tissus sains plus éloignés, parce que beaucoup trop faible. Pour pallier cet écueil, les chercheurs ont dans un premier temps défini une zone d'intérêt, entourée par une sphère. Ensuite, pour chaque photon diffusé, un photon virtuel est envoyé artificiellement dans cette sphère. Le nombre de photons étant par conséquent plus important, la dose peut être calculée par les techniques habituelles. Le subterfuge utilisé est ensuite corrigé mathématiquement.

La méthode a été implémentée dans le code PHOEBE, développé par le CEA-List, et puis validée expérimentalement en obtenant un accord entre les doses mesurées dans un "fantôme" d'eau et celles prédites par le code. Ce logiciel pourra être utilisé en clinique pour étudier les effets à long terme des doses "hors champ", en vue d'améliorer encore les traitements.