Dosimétrie des émetteurs bêta à l'échelle tissulaire et cellulaire par méthode de Monte-Carlo

par Jérémy Coulot

Thèse de doctorat en Physique radiologique et médicale

Sous la direction de Bernard Aubert.

Le président du jury était Martin Schlumberger.

Le jury était composé de Bernard Aubert, Martin Schlumberger, Alan E. Nahum, Didier Franck, Marcel Ricard, Anne Flüry, Libor Makovicka.

Les rapporteurs étaient Alan E. Nahum, Didier Franck.


  • Résumé

    La dosimétrie interne est nécessaire à la fois dans le cadre de la radioprotection et dans celui de la thérapie. Pour calculer la dose, le physicien a ainsi le choix entre différents outils dosimétriques incluant des fantômes mathématiques, des algorithmes de calculs, et un formalisme de référence, mis au point, entre autres, par le comité du Medical Internal Radiation Dose (MIRD). Cependant, ces outils s'avèrent limités lorsqu'on s'intéresse aux émetteurs (β, et en particulier lorsque ces derniers sont distribués de façon hétérogène dans l'organisme. Si beaucoup de travaux ont été menés dans le but de mieux comprendre les conséquences dosimétriques de cette hétérogénéité à l'échelle tissulaire et cellulaire, il n'existe peu ou pas de méthodologie générale à l'image de celle utilisée à l'échelle de l'organe. Dans ce travail, nous avons tenté d'élaborer une méthode incluant tous les paramètres physiques et biologiques susceptibles d'influencer les dépôts de dose, en développant des outils basés sur la méthode de Monte Carlo. Nous avons dans un premier temps adapté et validé aux échelles requises un code de calcul écrit à l'Institut Gustave Roussy (DOSE3D), et développé un programme dédié à la représentation mathématique de structures biologiques, CLUSTER3D. Nous avons ainsi pu mettre au point une représentation mathématique de la structure vésiculaire de la thyroïde, afin de mettre en évidence les conséquences dosimétriques de l'hétérogénéité de la distribution de différents isotopes radioactifs de l'iode. Néanmoins, la détermination précise de la distribution de dose nécessite l'utilisation de données biologiques quantitatives pertinentes. Dans ce cadre, nous avons entrepris de caractériser la distribution d'un anticorps radiomarqué (⁹⁰Y-Zevalin™), à l'aide de la microautoradiographie numérique. Les résultats obtenus représentent la première étape indispensable d'une étude dosimétrique qui permettra, grâce aux outils mathématiques développés, de mieux anticiper les effets des traitements en radioimmunothérapie, mais aussi de mieux appréhender les caractéristiques dosimétriques in vivo des émetteurs bêta en général.


  • Résumé

    Internal dosimetry is necessary both for radiation protection and for therapy. To calculate the dose, the physicist uses different dosimetric tools, including mathematical phantoms and algorithm, and a reference formalism, provided in part by the Medical Internal Radiation Dose (MIRD) comity. However, these tools are limited when focusing on beta emitters, particularly when they are heterogeneously distributed in tissues. Although many studies have been performed to assess the dosimetric consequences of such heterogeneity at the tissue and cellular level, there is a lack of tools as general as those developed at the organ level. In the present work, we established a global method to solve these problems, based on the Monte Carlo method. First, we adapted and validated at the required length scales a Monte Carlo particle transport code written at the Institut Gustave-Roussy (DOSE3D). Then, we developed a software dedicated to the mathematical description of biological structures, CLUSTER3D. These tools allowed us to define a mathematical model of the follicular structure of the thyroid gland, and to investigate the dosimetric consequences of a heterogeneous distribution of radioiodine isotopes in the thyroid. Finally, we present the study of the biological distribution of a radiolabeled monoclonal anti­body (⁹⁰Y-Zevalin™), using digital autoradiography. Results represent the first mandatory step of a dosimetric study which will allows, using the developed tools, a better understanding of radioim­munotherapy treatments consequences.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (136 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 129-136 (145 réf.)

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Paris-Saclay (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne). Service Commun de la Documentation. Section Médecine.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TD/2004T061
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 6702
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle médecine et odontologie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PARIS 11 KREMLIN BICETRE_2004_no_T061
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