Études dosimétriques en curiethérapie par simulation Monte Carlo PENELOPE et MCNPX et par mesures in vivo

par Marjorie Ferre

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Ahmed-Sabet Hachem et de Serge Marcie.


  • Résumé

    L’utilisation du formalisme TG43 est courante dans la plupart des Systèmes de Planification de Traitement (SPT) dédiés à la curiethérapie. Les grandeurs physiques issues de ce formalisme sont généralement obtenues à partir de simulations Monte Carlo présentées sous forme d’abaques servant de référence. L’utilisation du code PENELOPE en curiethérapie est très récente. Sa jeunesse a justifié autant notre choix que son absence de la littérature. Notre choix s’est porté sur PENELOPE pour différentes raisons. La première est que sa physique est plus récente assurant une meilleure précision des résultats. La deuxième s’appuie sur l’ouverture du code permettant la maîtrise de l’ensemble des processus de la simulation. Ainsi, un des objectifs de nos travaux a consisté à montrer le potentiel que peut avoir ce code afin d’enrichir des données caractérisant les sources de rayonnement de curiethérapie. Le code MCNPX a été utilisé en parallèle afin de valider les résultats des simulations avec Pénélope. Les géométries de deux modèles de sources d’Ir 192 utilisés en curiethérapie, Microselectron HDR v2 et Flexisource, à haut débit de Dose (HDD) ont été modélisées avec les deux codes de calcul. Pour les deux modèles de source, les résultats de nos simulations ont été comparés à ceux obtenus dans des travaux antérieurs. Une bonne concordance des résultats à proximité des sources jusqu’à des distances inférieures à 4 cm est montrée. Les écarts entre les résultats observés au-delà de 4 cm résident dans les différences concernant les fonctions de dose radiale et d’anisotropie. La dernière partie de ce mémoire présente des travaux portant sur la réalisation de mesures de dose in vivo en curiethérapie HDD. Des mesures sur fantômes et sur patientes ont été réalisées pour deux localisations (gynécologie et sein). Nous avons utilisé trois types de dosimétries, les détecteurs thermoluminescents, les diodes et les MOSFETs. Dans cette étude, nous avons présenté les avantages et inconvénients de chaque type de dosimètre. Au regard des données issues de cette étude, nous avons trouvé que le MOSFET était le détecteur le plus adapté pour ces traitements, de par sa résolution spatiale, sa simplicité d’utilisation (lecture immédiate) et son faible encombrement ? Les résultats pour les mesures réalisées sur les patientes traitées pour un cancer du sein sont en accord avec ceux obtenus lors d’études antérieures. Dans le cas de traitements gynécologiques, l’utilisation d’un MOSFET comportant 5 points de détection est apparue comme étant plus pertinente car elle permet l’acquisition de profils de dose qui sont plus facilement interprétables que des mesures ponctuelles.

  • Titre traduit

    Brachytherapy dosimetric study with PENELOPE and MCNPX Monte Carlo simulation codes and in vivo dosimetry


  • Résumé

    TG43 protocol is currently used by most of the treatment Planning Systems (TPS) dedicated to brachytherapy dose calculations. Most of the physical parameters used in this protocol are calculated by Monte Carlo (MC) codes which are considered as a reference in this field. PENELOPE code has been recently designed to do the same type of computations. Therefore it has never been used at the moment for that kind of work. This report aims to provide more experience and troubleshooting to the PENELOPE code. PENELOPE code has been selected for two specific reasons. First, PENELOPE’s algorithm uses state of art physical parameters which allows us to expect accurate results reflecting leading edge calculations in Brachytherapy. Second, the PENELOPE code is “open source”, which means the whole modeling process can be accessed and controlled by the user. In this study, PENELOPE’s computations have been each time compared against computations made with MCNPX, an older but robust calculation mode, to validate the results. Two High Dose Rate (HDR) source geometries are modelled with the MC models. Good agreement concerning dose calculation was found in all directions for a distance inferior to 4 cm from the source. Beyond this distance, discrepancies in the radial dose and anisotropic functions are found. The second part of this study concerns InVivo dosimetry in HDER brachytherapy. Measurements are done on phantoms and patients for two locations : cervix and breast. Three types of detectors were used and compared : MOSFET’s, Thermoluminescent Detectors (DTL) and Diodes. The results obtained with the three types of detectors are in agreement. However MOSFET appeared to be the most appropriate instrument due to its good spatial detectors on several patients agrees with other studies. For the cervix location, better agreement can be found with a linear array (five points) MOSFET. With this detector, dose profile is also available which provides more relevant results compared to single point MOSFET measurement.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (144 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 136-144. Résumés en français et en anglais

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université Côte d’Azur. Service commun de la documentation. Bibliothèque Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 12NICE4046
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.