Monitorage en ligne de la radiothérapie micro faisceaux avec détecteur diamant à pistes

On-line Monitoring of Microbeam Radiation Therapy using micro-stripped diamond detectors

• Auteur / Autrice : Candice Milewski
• Direction : Denis Dauvergne, Jean-François Adam
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique appliquée
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique Subatomique et Cosmologie

Mots clés

Mots clés libres

Radiothérapie

Détecteur microdiamant

Microfaisceaux

Radiotherapy

Micro-stripped diamond detectors

Microbeam

Résumé

La radiothérapie micro faisceaux (MRT) par rayonnement synchrotron est une technique visant à traiter des tumeurs avec une matrice de faisceaux de dimension micrométrique (50μm) à très haut débit de dose (de l'ordre de 10000 Gy/s) et dans la gamme d'énergie 50-500 keV. L'intérêt de cette technique repose sur l'effet dose-volume (diminution du volume irradié) ainsi que l'effet flash (forte dose administrée dans un temps très court) qui permettent de diminuer la toxicité aux tissus sains. Les détecteurs utilisés en radiothérapie conventionnelle ne sont pas adaptés à la technique MRT mais les détecteurs diamant semblent être de bons candidats. Le projet de thèse a pour but de tester un prototype de détecteur à pistes micro diamant permettant la mesure simultanée de 75 micro faisceaux (et zones inter faisceaux). Il s'agira d'évaluer la possibilité d'effectuer de la dosimétrie in-vivo et de transit avec ce détecteur par mesures sur fantômes et comparaison avec des détecteurs étalonnés ainsi que de le modéliser via l'outil Monte Carlo penMRT développé par le laboratoire STROBE. Ce travail de modélisation permettra l'implémentation d'un outil dosimétrique polyvalent qui pourra également être utilisé pour des mesures de fluence en l'absence de patient ainsi que des contrôles qualités patient, l'intérêt étant aussi d'étudier à termes le potentiel de cet outil en dehors du rayonnement synchrotron avec d'autres technologies (sources compactes).

Microbeams radiotherapy (MRT) by synchrotron radiation is a treamtent technique for tumors with spatially fractionated micrometric beams (50 μm wide equally spaced) at a very high dose rate (around 10000 Gy/s) and in 50-500 keV range of energy. The strength of this technique relies on the dose-volume effect (very small portion of the volume irradiated) and the flash effect (high dose delivered in a very short time) which substantially reduce toxicity to healthy tissues. The detectors used in conventional radiotherapy are not suitable for the MRT technique, but diamond detectors are potential candidates. The goal of the PhD project is to test a prototype of a micro-stripped diamond detectors allowing simultaneous measurement of 75 micro beams (and inter beam zones). The dosimetric capability of the detector regarding in-vivo and transit dosimetry will be assessed by performing measurements in phantoms and benchmarking with calibrated detectors. The micro-stripped diamond detectors will also be modeled using the Monte Carlo penMRT tool developed by the STROBE laboratory. The purpose of this modeling work is to implement a versatile dosimetric tool which could also be used for fluence measurements in the absence of a patient and patient quality controls. Finally, the potential of the micro-stripped diamond detector regarding other technologies outside of the synchrotron world (e.g. compact sources) will be assessed.