Mise au point et intégration en clinique d'un programme prévisionnel de calcul de la répartition du champ électrique et des températures induites par des applicateurs électromagnétiques externes

par Claudine Niederst

Thèse de doctorat en Physique radiologique et médicale

Sous la direction de Pierre Aletti.

Soutenue en 1997

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Les besoins d'un programme de planification de traitement en hyperthermie se font de plus en plus ressentir en raison des difficultes a suivre en temps reel l'evolution de la temperature dans l'integralite du volume chauffe et de l'apparition de systeme de chauffe de plus en plus complexes a controler. Dans le but de prevoir les niveaux thermiques susceptibles d'etre atteints en clinique, un programme, en trois dimensions, integrant les donnees patient et machine a ete mis au point en considerant les trois etapes suivantes: 1. Le calcul de la repartition du depot d'energie dans les tissus, obtenue a partir des equations de maxwell, resolues par la methode des equations integrales associee a une procedure iteratif. 2. Le calcul de la distribution de la temperature a partir de l'equation biothermique, resolue par la methode des differences finies selon le schema de dufort et frankel. 3. L'optimisation d'un plan de traitement par evaluation de l'amplitude et de la phase optimale des sources radiofrequences constituant le systeme de chauffe et ce a partir d'une methode du gradient. La capacite de ce programme a reproduire les distributions mesurees du depot d'energie generees par des applicateurs micro-ondes a ete teste sur fantome equivalent muscle. Globalement des rapports de 52 a 72% entre la taille du champ effectif et la profondeur de penetration numeriques et experimentales ont ete observes. De la meme maniere, le programme thermique a ete teste a la fois sur fantome equivalent muscle et sur un cas clinique. Les conditions optimales d'utilisation de l'algorithme en terme d'increment en temps et de critere d'arret ont ete etablies. L'algorithme, base sur le schema de dufort et frankel, a l'avantage d'etre stable quel que soit le pas en temps, contrairement aux autres schemas explicites usuels conditionnes eux par le critere de fourier. Une etude a montre qu'un pas en temps, environ trente fois superieur a celui impose par le critere de fourier, fournissait le meilleur compromis entre la precision et la vitesse de convergence des calculs. Enfin une procedure d'optimisation du depot d'energie a ete associee au programme. L'efficacite de cette procedure a ete evaluee numeriquement a partir d'histogrammes temperature-volume et d'une etude dosimetrique sur six points de controle sur six points de controle localises autour de la tumeur sur un cas clinique.

  • Titre traduit

    Adjustment and integration in clinic of a software that computes the electric field and the temperature distribution of external electromagnetic applicators


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Informations

  • Détails : [6]-226-[23] f

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1997TOU30167
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