Thèse soutenue

Etude de la dosimétrie par scintillateur plastique pour l'irradiation préclinique du petit animal à moyenne énergie

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Auteur / Autrice : Coralie Le deroff
Direction : Xavier Ledoux
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 26/09/2017
Etablissement(s) : Normandie
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Grand accélérateur national d'ions lourds (Caen)
établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
Jury : Président / Présidente : Jean Colin
Examinateurs / Examinatrices : Xavier Ledoux, Jean Colin, Valentin Eugen Blideanu, Marc Rousseau, Sophie Chiavassa, Philippe Laniece, Anne-Marie Frelin
Rapporteurs / Rapporteuses : Valentin Eugen Blideanu, Marc Rousseau

Résumé

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Les micro-irradiateurs pour la radiothérapie préclinique du petit animal permettent d’effectuer des irradiations au plus proche des techniques de traitement chez l’homme, facilitant la transposition de résultats d'études radiobiologiques à la clinique. La spécificité des faisceaux millimétriques de moyenne énergie (< 300 keV) utilisés génère cependant des problématiques dosimétriques inédites. Ce travail de thèse a consisté à mettre en œuvre la dosimétrie par fibre scintillante plastique pour ce domaine d’utilisation, là où peu de détecteurs conviennent. Dans une première partie, les faisceaux d’un micro-irradiateur ont été caractérisés en dose d’une part et leur spectres en énergie obtenus par simulations Monte Carlo d’autre part, afin d’étudier les performances du dosimètre prototype. La deuxième partie a montré ses excellentes caractéristiques dosimétriques telles que la répétabilité, reproductibilité et linéarité de réponse. Un des enjeux majeurs a alors été de caractériser sa dépendance en énergie, problématique inhérente à la dosimétrie à moyenne énergie et intrinsèque au scintillateur plastique en dessous de 100 keV. Une méthode d’étalonnage a été proposée pour prendre en compte cette dépendance en conditions précliniques (mini-faisceaux et petit volume diffusant), à partir de spectres en énergie simulés. Le dosimètre a ensuite été utilisé pour la vérification de plans de traitement sur fantôme puis in vivo sur des rats, avec des résultats très concluants. Il a montré des performances prometteuses pour l’évaluation en temps réel de la dose délivrée aux tumeurs soumises aux mouvements respiratoires des animaux.