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

Publié par Adrien le 31/05/2021 à 09:00
Source: CEA

Florence Pillet
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 (La radiothérapie est une méthode de traitement locorégional des cancers, utilisant...) les plus récentes, qui permettent d'adapter la forme du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de traitement à la forme de la tumeur (Le terme tumeur (du latin tumere, enfler) désigne, en médecine, une augmentation de...), ne sont pas exemptes de risques. Malgré tous les efforts réalisés pour faire converger les particules de haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) 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 (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant...) aux environs de la tumeur lors d'un traitement, il est incapable, dans des temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) 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 (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une...). Ensuite, pour chaque photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction...) diffusé, un photon (En physique des particules, le photon (souvent symbolisé par la lettre γ — gamma)...) virtuel est envoyé artificiellement dans cette sphère. Le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « 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 (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) et celles prédites par le code. Ce logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements...) pourra être utilisé en clinique pour étudier les effets à long terme des doses "hors champ", en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) d'améliorer encore les traitements.
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