Calcul de dose avec images de tomographie à faisceau mégavoltage conique pour le développement de la radiothérapie guidée par la dose PDF Download
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Author: Jean-François Aubry
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Languages : fr
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Book Description
L'imagerie mégavoltage à faisceau conique (MVCBCT) est une technique de tomographie qui permet d'obtenir des images 3D d'un patient quelques instants avant son irradiation. Le présent projet se consacre à cette technologie et est bâti en trois étages superposés: d'abord une étude des caractéristiques du système d'imagerie et des images qu'il produit, suivi du développement de méthodes de correction des images permettant un calcul de dose exact, pour terminer avec quelques applications cliniques adhérant au principe de radiothérapie guidée par la dose (DG RT). Les images MVCBCT présentent invariablement un artéfact en creux, caractérisé par une diminution de l'intensité au centre de l'image et causant des erreurs de calcul de dose allant facilement jusqu'à 10%. L'étude du système MVCBCT, réalisée à partir de simulations Monte Carlo, conclut que l'artéfact en creux est majoritairement dû à l'adoucissement radial et au duricissement en pronfondeur du faisceau de photons. Deux méthodes de correction de l' artéfact en creux ont été développées, l'une pour les images de la région ORL (tête et cou), l'autre pour les images pelviennes. L'algorithme de correction d'images ORL met à profit l'information contenue dans l'image CT de planification pour rétablir les densités sur l'image MVCBCT. Le traitement des images pelviennes est quant à lui basé sur des facteurs de correction obtenus à partir de mesures sur différents fantômes anthropomorphiques. Ces deux méthodes permettent de réduire l'incertitude des calculs de dose à partir d'images MVCBCT à ±3%. Enfin, une étude de recalcul de dose pour un nombre de cas d'ORL et de prostate a été menée à l'aide d'images MVCBCT acquises au début de plusieurs fractions du traitement. Cette étude confirme que les patients recoivent la dose prescrite au volume cible, sauf pour une fraction d'un cas de prostate où une erreur de positionnement n'a pas été détectée sur le fait. Il a aussi été révélé que la dose moyenne aux glandes parotides des patients ORL peut augmenter jusqu'à 50% au cours du traitement. D'importantes variations dans la dose par fraction reçue par le rectum et la vessie ont aussi été remarquées pour les cas de prostate. Des stratégies d'adaptation des plans de traitement évitant une replanification totale n'ont pu permettre de rétablir les valeurs dosimétriques originales chez les patients ORL.
Author: Jean-François Aubry
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L'imagerie mégavoltage à faisceau conique (MVCBCT) est une technique de tomographie qui permet d'obtenir des images 3D d'un patient quelques instants avant son irradiation. Le présent projet se consacre à cette technologie et est bâti en trois étages superposés: d'abord une étude des caractéristiques du système d'imagerie et des images qu'il produit, suivi du développement de méthodes de correction des images permettant un calcul de dose exact, pour terminer avec quelques applications cliniques adhérant au principe de radiothérapie guidée par la dose (DG RT). Les images MVCBCT présentent invariablement un artéfact en creux, caractérisé par une diminution de l'intensité au centre de l'image et causant des erreurs de calcul de dose allant facilement jusqu'à 10%. L'étude du système MVCBCT, réalisée à partir de simulations Monte Carlo, conclut que l'artéfact en creux est majoritairement dû à l'adoucissement radial et au duricissement en pronfondeur du faisceau de photons. Deux méthodes de correction de l' artéfact en creux ont été développées, l'une pour les images de la région ORL (tête et cou), l'autre pour les images pelviennes. L'algorithme de correction d'images ORL met à profit l'information contenue dans l'image CT de planification pour rétablir les densités sur l'image MVCBCT. Le traitement des images pelviennes est quant à lui basé sur des facteurs de correction obtenus à partir de mesures sur différents fantômes anthropomorphiques. Ces deux méthodes permettent de réduire l'incertitude des calculs de dose à partir d'images MVCBCT à ±3%. Enfin, une étude de recalcul de dose pour un nombre de cas d'ORL et de prostate a été menée à l'aide d'images MVCBCT acquises au début de plusieurs fractions du traitement. Cette étude confirme que les patients recoivent la dose prescrite au volume cible, sauf pour une fraction d'un cas de prostate où une erreur de positionnement n'a pas été détectée sur le fait. Il a aussi été révélé que la dose moyenne aux glandes parotides des patients ORL peut augmenter jusqu'à 50% au cours du traitement. D'importantes variations dans la dose par fraction reçue par le rectum et la vessie ont aussi été remarquées pour les cas de prostate. Des stratégies d'adaptation des plans de traitement évitant une replanification totale n'ont pu permettre de rétablir les valeurs dosimétriques originales chez les patients ORL.
Author: Angélique Pirenne
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Depuis une dizaine d'années, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) est d'un intérêt grandissant pour la radiothérapie, notamment grâce à la radiothérapie guidée par IRM mais surtout par le développement de l'IRM-linac qui est sur le point d'arriver en clinique. L'avantage de l'IRM est de fournir un excellent contraste pour les tissus mous tout en ne donnant aucune dose de radiation au patient. Cependant, l'information nucléaire contenue dans les images IRM n'a que peu de lien avec l'information électronique nécessaire à la planification de traitement et qui est donnée par la tomodensitométrie (CT). Différents groupes de recherche ont développé plusieurs méthodes pour simuler des images CT à partir des données IRM, aussi appelées CT synthétiques. L'objectif de ce travail est d'évaluer une nouvelle approche bayésienne de production de CT synthétique utilisant un modèle de régression gaussienne (GMR). La méthode est également comparée à une méthode GMR existante. Les images IRM de trois têtes de cochon ont été acquises avec des séquences T1, T2, DP et PETRA, fournissant un total de 13 contrastes. Des images CT à 120 kVp ont également été obtenues pour les trois têtes. Les intensités des CT synthétiques sont ensuite comparées aux images CT et les erreurs sur les intensités sont analysées. Finalement, pour évaluer l'impact sur la dosimétrie, trois plans de traitement fictifs ont été calculés en utilisant le système de planification de traitement Eclipse. Les plans ont été réalisés sur les images CT et ensuite transférés sur les CT synthétiques. Les erreurs de dose sont évaluées à l'aide des histogrammes dose-volume (DVH) et des statistiques de dose ainsi qu'avec une analyse par indice gamma. Les résultats montrent que l'erreur moyenne sur les HU est de -7 ± 20 HU pour la méthode Bayes-GMR et de -4 ± 29 HU pour la méthode GMR. L'erreur la plus importante est observée pour les os avec une erreur maximale de 150 HU. Cependant, ces erreurs produisent une erreur moyenne sur la dose de moins de 0.5 % pour la plupart des plans de traitement. Bien que la méthode Bayes-GMR ait de meilleurs résultats que la méthode GMR dans 7 plans de traitement sur les 9 étudiés, une amélioration clinique apportée par la méthode bayésienne reste à démontrer.
Author: ZIANE-M.
Publisher: Omniscriptum
ISBN: 9786131595752
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Languages : fr
Pages : 176
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Un ensemble de données dosimétriques ont été mesurées afin de vérifier la précision d'un algorithme de calcul de dose pour des faisceaux de photons. Les distributions de dose d'une source de 60Co ont été mesurées en utilisant une chambre d'ionisation dans un fantôme d'eau et des dosimètres thermoluminescent (TLD) dans un fantôme anthropomorphique hétérogène. Les tests basés sur les protocoles du l'AAPM TG23 et du NCS inclus des champs carrés, champs rectangulaires, champs ayant une distance source surface (DSP) variable, champs avec filtre en coin, champs irréguliers, champs avec incidence oblique, champs avec collimation asymétrique, champs ayant un bloc central, déficit tissulaire et une surface irrégulière. L'ensemble de données est utilisé pour valider l'algorithme de calcul de dose pour le faisceau de photon de deux systèmes de planning de traitement selon les critères d'acceptabilité recommandés. L'application de l'ensemble des tests n'a pas présenté une difficulté insurmontable, et malgré mes résultats n'ont pas dépassé les tolérances, on ne peut pas séparer les performances d'un système aux facteurs liés à la manipulation ou à la mesure.
Author: Jad El Barouky
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Languages : fr
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La précision du calcul de dose est cruciale pour la qualité de la planification et de la réalisation des traitements en radiothérapie. L'objectif de ce travail était d'évaluer la qualité des algorithmes de calcul de dose des faisceaux d'électrons pour des conditions particulières proches des situations cliniques rencontrées. Une méthodologie spécifique de dosimétrie par films radiochromiques des faisceaux d'électrons a été développée et validée, y compris pour des situations difficiles avec une précision de 3.1% en dose absolue et 2.6% en dose relative. Cette technique a permis de développer des tests de Contrôle Qualité généralistes rapides et efficaces qui servent de base de données mesurées en cas de changement de version du système de planification de traitement et/ou d'algorithme de calcul de dose. Les mesures par films ont été comparées avec les calculs de deux algorithmes de calcul de dose Pencil Beam et Monte Carlo. Les deuxcodes ont donné des résultats similaires dans les tests d'obliquité, d'irrégularité et de DSP étendue. En revanche, les calculs Monte Carlo sont plus précis en présence d'hétérogénéités. D'autre part, cette méthode de dosimétrie par films radiochromiques a permis de développer un nouveau mode d'évaluation des plans de traitement avec des films découpés et insérés dans des fantômes anthropomorphiques (de type thorax et tête) de manière à obtenir la distribution de dose en 2D dans un plan transversal donné ; ces tests cliniques pouvant aussi être utilisés dans le cadre d'un Contrôle de Qualité interne adapté à l'activité clinique du service. La comparaison des mesures avec les calculs a montré une meilleure précision dans les calculs Monte Carlo par rapport aux calculs Pencil Beam au niveau des hétérogénéités, notamment dans les poumons, les cavités et les os.
Author: K. S. Clifford Chao
Publisher: Lippincott Raven
ISBN:
Category : Medical
Languages : en
Pages : 200
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Book Description
The first clinical book on the hottest topic in radiation oncology, this timely teaching text offers step-by-step guidance in use of IMRT for cancers at each subsite of the head and neck. The book's high-end content gives readers the clinical decision-making expertise and technical proficiency to incorporate this state-of-the-art radiation treatment technique into practice. Unique to this text is the site-specific instruction on target determination and delineation, to ensure adequate treatment of the tumor target while sparing adjacent normal tissue. More than 250 detailed full-color and black-and-white illustrations clarify each step in clinical implementations of head and neck cancer treatment, especially IMRT. The book provides a concise, pertinent overview of the natural course, lymph node spread, diagnostic criteria, and therapeutic options for each head and neck cancer subsite. Numerous tables provide extensive summaries of the IMRT literature. Figures with succinct explanatory text demonstrate the patterns of direct tumor extension and nodal metastasis with which target volumes are determined and delineated. Clinical outcomes for patients treated with IMRT and with conventional techniques are also included.
Author: Jérémi Vũ Bezin
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
La proportion de survivants à un cancer dans la population des pays développés augmente rapidement. Dans plus de la moitié des cas, la radiothérapie a été une composante de leur traitement. Les rayons ionisants alors administrés peuvent induire de graves conséquences à long terme, en particulier les cancers radio-induits et les maladies cardiovasculaires. Ces évènements sont dus non seulement aux fortes doses administrées au volume cible, mais également aux doses plus faibles, de quelques milligray à quelques gray, non souhaitées, mais inévitablement administrées dans le reste du corps du patient par la dose hors champ. L'évolution des techniques de planification du traitement et de l'informatique en médecine permettent aujourd'hui d'obtenir, systématiquement, l'évaluation précise des doses les plus fortes administrées au patient. Les doses faibles à intermédiaires administrées en dehors du faisceau de traitement, ne sont pour leur part, ni habituellement prises en compte, ni correctement évaluées par les systèmes actuels de planification du traitement. L'objectif de ce travail était de proposer des méthodes pour estimer le rayonnement hors champ des faisceaux de photons des accélérateurs de radiothérapie externe. L'utilisation d'une bibliothèque graphique nous a permis de réaliser une représentation géométrique 3D partielle des appareils de traitement et des sources photoniques responsables de la dose reçue par le patient. Nous avons déterminé l'intensité de ces sources en utilisant des mesures réalisées dans des champs simples. Le modèle ainsi calibré permettait de simuler la variation de l'intensité des sources en fonction de la taille du champ. Cette approche a permis de décrire avec succès la variation de la dose mesurée par TLD en fonction de la distance et de la taille du champ en dehors de champs carrés. Les écarts entres les doses calculées et celles mesurées étaient inférieurs à 10 %. Une application dans des conditions cliniques a été menée, l'écart était alors en moyenne de 25 %.
Author: David Pasquier
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Languages : fr
Pages : 190
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Book Description
La radiothérapie fait partie des traitements à visée curative des tumeurs malignes. Les techniques de radiothérapie ont considérablement évolué ces dernières années avec l'intégration croissante de l'imagerie en radiothérapie conformationnelle. Cette technique permet d'élaborer une balistique complexe se conformant le mieux possible au volume cible en préservant les tissus sains. L'examen utilisé pour la définition des volumes d'intérêt est actuellement la tomodensitométrie ou " scanner " en raison des on exactitude géométrique et de l'information donnée sur les densités électroniques utilisées pour les calculs dosimétriques. L'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) permet cependant une définition plus précise des volumes cibles dans les localisations pelviennes et cérébrales. Dans le cadre des localisations pelviennes, l'utilisation de l'IRM passe à l'heure actuelle par la fusion d'images, ce qui complexifie la phase de préparation du traitement et pose le problème de l'abscence de méthode " standard " de validation in vivo de cette fusion d'images. Nous avons évalué les contraintes posées par l'utilisation de l'IRM seule dans la planification dosimétrique. Nos résultats montrent que ni la distorsion liée au système et au patient ni l'absence d'informations sur les densités électroniques ne représentent des obstacles rédhibitoires à l'utilisation de l'IRM seule dans ce contexte. La distorsion reste contenue y compris en bordure de grands champs de vue sur des machines modernes. Nous avons montré que l'assignation de densités aux structures osseuses et aux tissus mous permettait d'obtenir une dosimétrie équivalente à celle réalisée sur le scanner original avec une bonne reproductibilité et une répartition de dose homogène au sein du volume cible. L'assignation de densités électroniques pourrait même ne pas être réalisée avec des photons de 20 MV et une balistique appropriée. Le développement de la radiothérapie guidée par l'image pourrait faciliter l'utilisation de l'IRM seule dans la planification dosimétrique. La délinéation des volumes d'intérêt est une tâche nécessitant de plus en plus de temps. Nous avons participé au développement et évalué une méthode de segmentation automatique et semi automatique des volumes d''ntérêt d'après des images IRM pour la radiothérapie du cancer prostatique. La délinéation automatique de la prostate repose sur un modèle d'organe déformable ; une méthode par extension de régions a été utilisée pour la délinéation du rectum et de la vessie. Nos résultats sont reproductibles et le retentissement dosimétrique de la délinéation automatique est minime.
Author: Caroline Noblet
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Category :
Languages : fr
Pages : 400
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Book Description
Les irradiateurs innovants dédiés aux petits animaux permettent de reproduire les traitements de radiothérapie clinique guidée par l'image. La pratique clinique est mise à l'échelle de l'animal en réduisant les dimensions et l'énergie des faisceaux d'irradiation : des faisceaux millimétriques de moyenne énergie (
Author: Lucas Dal Bosco
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Author: Bouchra Habib
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 199
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