Développement et caractérisation d'un dosimètre à scintillation dédié au CBCT en IGRT et étude exploratoire de l'effet des doses CBCT dans la réparation de l'ADN

Development and characterization of a scintillation dosimeter dedicated to CBCT in image-guided radiotherapy and exploratory study of the CBCT doses effect in DNA repair

• Auteur / Autrice : Christian Popotte
• Direction : Didier Paul, Mélodie Munier, Audrey Bouchet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique Médicale
• Date : Soutenance le 14/09/2023
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut national de la santé et de la recherche médicale (France) (Unité (1296))
• Jury : Président / Présidente : Jérôme Lamartine
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Paul, Jérôme Lamartine, Grégory Delpon, Régine Gschwind, Guillaume Vogin, Noëlle Pierrat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Grégory Delpon, Régine Gschwind, Guillaume Vogin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Recherche

Physique médicale

Dosimétrie

Tomographie volumétrique à faisceau conique

Cancer -- Radiothérapie

Mots clés libres

IGRT

Dosimètre à scintillation

CBCT

Radiothérapie

Faibles doses,

Réponse Adaptative

IGRT

Scintillation dosimeter

CBCT

Radiotherapy

Low doses

Adaptive Response

Résumé

Au cours d'un traitement de radiothérapie externe, plusieurs paramètres dépendants du patient peuvent entrainer une modification de la distribution de dose par rapport à la distribution planifiée (e.g. variation du positionnement du patient, de l'anatomie, mouvements intra-fraction). Afin de vérifier ces paramètres lors des sessions de traitement, une des solutions les plus utilisées est le cone-beam computed tomography (CBCT). Historiquement, en raison de l'absence de solution technologique adaptée et malgré les recommandations de nombreuses institutions, la mesure et l'enregistrement des doses d'imagerie lors du traitement et le contrôle qualité dosimétrique des systèmes d'imagerie en radiothérapie n'est que très rarement voire jamais réalisé. Néanmoins en raison de son utilisation grandissante, la dose provenant du CBCT constitue une part non négligeable de la dose totale à l'issue du traitement (jusqu'à 10cGy par session). A cela s'ajoute un volume irradié par l'imagerie souvent plus large que le faisceau de traitement, menant à l'irradiation involontaire des organes à proximité. De plus, la radiobiologie des faibles doses d'imagerie (< 100 mGy) fait encore l'objet de débat. En particulier, à notre connaissance la possibilité de réponse adaptative due aux faibles doses d'imagerie en radiothérapie n'a pas encore été évaluée à ce jour. Dans ce contexte, le travail réalisé durant cette thèse se propose de répondre à deux objectifs : Développement et caractérisation d'un dosimètre à scintillation pour l'imagerie CBCT en radiothérapie externe. Etude de l'effet des faibles doses d'imagerie volumique sur la réparation de l'ADN des tissus sains en radiothérapie externe.

During external radiotherapy treatment, several patient-dependent parameters can cause a modification of the dose distribution compared to the planned distribution (e.g. variation in patient positioning, anatomy, or intra-fractional movements). To verify these parameters during treatment sessions, one of the most commonly used solutions is cone-beam computed tomography (CBCT). Historically, due to the lack of an appropriate technological solution and despite the recommendations of many institutions, the measurement and recording of imaging doses during treatment and the dosimetric quality control of imaging systems in radiotherapy are very rarely, if ever, performed. Nevertheless, due to its increasing use, the dose from CBCT constitutes a significant part of the total dose at the end of treatment (up to 10 cGy per session). In addition, the volume irradiated by imaging is often larger than the one irradiated by the treatment beam, leading to unintentional irradiation of nearby organs. Furthermore, the radiobiology of low imaging doses (< 100 mGy) is still a subject of debate. In particular, to our knowledge, the possibility of an adaptive response due to low imaging doses in radiotherapy has not yet been evaluated to date. In this context, the work carried out during this thesis aims to achieve two objectives: - Development and characterization of a scintillation dosimeter for CBCT imaging in external radiotherapy. - Study of the effect of low volumetric imaging doses on DNA repair in healthy tissues in external radiotherapy.