Radiothérapie guidée par l'image : maîtrise des éléments matériels : application à l'analyse des conséquences dosimétriques dues aux variations anatomiques au cours de traitement ORL

Image guided radiotherapy : equipment specifications and performance : an analysis of the dosimetric consequences of anatomic variations during head-and-neck radiotherapy treatments

• Auteur / Autrice : Maud Marguet
• Direction : Marie-Claude Bordage, Robin Garcia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Radiophysique et imagerie médicales
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie tridimensionnelle

Dosimétrie

Radiothérapie

Maladies oto-rhino-laryngologiques

Mots clés libres

Suivi dosimétrique ORL

Index gamma

Imagerie 3D

Résumé

Les variations anatomiques au cours de traitement ORL compromettent la bonne délivrance de la distribution de dose planifiée. Nous avons défini des indicateurs permettant d'identifier les patients pour lesquels la distribution de dose délivrée s'écarte de la distribution de dose planifiée. Ce travail a été réalisé à partir de l'acquisition régulière d'images 3D de patients issues d'un système d'imagerie embarqué pour lequel nous avons établi un programme d'assurance qualité. Nous avons ensuite développé une analyse modifiée de l'index gamma, quantifiant et localisant l'écart entre la distribution de dose délivrée et celle planifiée, permettant de signaler la nécessité de replanifier la dosimétrie au cours des séances d'irradiation ; nous avons automatisé cette méthode, applicable en routine clinique. Nous avons par ailleurs déterminé des variations de distances et de volumes au sein du patient permettant de rendre compte des modifications des histogrammes dose-volume au cours du traitement.

Anatomic variations during head-and-neck radiotherapy treatment may compromise the delivery of the planned dose distribution, particularly in the case of IMRT treatments. The aim of this thesis was to establish ''dosimetric indicators'' to identify patients who delivered dose deviates from the planned dose, to allow an eventual re-optimisation of the patient's dosimetry, if necessary, during the course of their radiotherapy treatment. These anatomic variations were monitored by regular acquisition of 3D patient images using an onboard imaging system, for which a rigorous quality control program was implemented. The patient dose distribution analysis and comparison was performed using a modified gamma index technique which was named gammaLSC3D. This improved gamma index technique quantified and identified the location of changes in the dose distribution in a stack of 2D images, with particular reference to the target volume (PTV) or organs at risk (parotids). The changes observed in the dose distribution for the PTV or parotids were then analysed and presented in the form of gamma-volume histograms in order to facilitate the follow up of dosimetric changes during the radiotherapy treatment. This analysis method has been automated, and is applicable in clinical routine to follow dose variations during head and neck radiotherapy treatment.