Dosimétrie pour un examen de mammographie avec rayons-X produits par laser - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Delivered dose in mammography examinations with X-rays produced by laser

Dosimétrie pour un examen de mammographie avec rayons-X produits par laser

Résumé

Breast cancer detection in an asymptomatic patient, ideally at an early stage of the disease, is essential. This type of cancer is indeed the most common and the most fatal in women. The type of diagnostic imaging used is of great importance here. Indeed, even if the risk involved diagnostic procedure has been deemed acceptable compared to the mortality rate observed in the absence of diagnostic examination, it is still appropriate to reduce the radiation dose which is the cause. It is therefore not surprising to see a great amount of effort being put into research aiming at an ever greater dose reduction while maintaining image quality. It is in this context that the XPulse project finds its place, and in which the work of this thesis has been performed.The XPulse project is a partnership that brings together several researches with the objective of building a prototype mammography machine based on phase-contrast imaging using X-rays generated by intense laser.The aim of this thesis was to develop a virtual model of this mammography machine in Geant4, a Monte Carlo simulation tool, in order to meet the following three objectives. Firstly to determine the optimum energy of monochromatic primary photons, in the interval 10 keV to 100 keV, that would ensure a minimum radiation dose. Secondly to produce a reference table of the energy deposited in several “phantoms” representing breast as a function of the energy of the monochromatic primary beam. This table would allow flexible reconstruction of the energy deposited by a polychromatic beam. The energy range of primary photons was extended to 300 keV in order to account for high energies during the creation of X-rays by laser and thus to quantify their impact in terms of deposited energy. Finally, the last objective was to quantify the risk of radiation-induced cancer and the number of potential deaths in a cohort of 100,000 women as a function of the screening program and the total radiation dose deposited in several phantoms.
La détection de cancer du sein chez une femme asymptomatique, au mieux à un stade précoce du cancer, est primordiale de nos jours. Ce type de cancer est en effet le plus fréquent et le plus mortel chez la femme. Le type d'imagerie diagnostique utilisée a ici une grande importance. En effet, même si le risque pris lors d'une irradiation en imagerie diagnostique a été jugé acceptable comparé au taux de mortalité observé en absence d'examen diagnostique, il est toujours de mise de réduire la dose de radiation qui en est la cause. En ce sens, de nombreuses recherches affluent dans l'objectif d'une réduction de dose toujours plus grande tout en conservant une qualité d'image au moins équivalente à celle obtenue de nos jours. C'est dans ce contexte qu'intervient le projet XPulse, et dans lequel se situent ces travaux de thèse.Le projet XPulse est un partenariat qui rassemble plusieurs unités de recherche dont l'objectif est de construire un prototype de mammographe utilisant une imagerie par contraste de phase exploitant des rayons X générés par laser intense.L'enjeu de ces travaux de thèse est d'élaborer une modélisation d'un mammographe sur Geant4, un outil de simulation Monte Carlo, afin de répondre à trois principaux objectifs. Le premier d'entre eux est la détermination de l'énergie monochromatique optimale des photons primaires, entre 10 keV et 100 keV, pour une dose de radiation minimale. Le deuxième objectif est de réaliser une table de référence des énergies totales déposées dans plusieurs « fantômes » imitant le sein en fonction de l'énergie monochromatique du faisceau primaire. Cette table permet une reconstruction flexible d'un spectre polychromatique. De plus, la gamme énergétique des photons primaires a été étendue jusqu'à 300 keV afin de prévoir ces énergies lors de la création des rayons X par laser et ainsi de pouvoir en quantifier l'impact en termes d'énergie déposée. Enfin, le dernier objectif est de pouvoir quantifier le risque de cancer radio-induit et le nombre de morts potentiels sur 100 000 femmes en fonction du choix du programme de dépistage et de la dose de radiation totale déposée dans le fantôme étudié.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03414947 , version 1 (04-11-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03414947 , version 1

Citer

Vincent Beaudoux. Dosimétrie pour un examen de mammographie avec rayons-X produits par laser. Bio-informatique [q-bio.QM]. Université de Bordeaux, 2021. Français. ⟨NNT : 2021BORD0202⟩. ⟨tel-03414947⟩
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