Développement d'un système de dosimétrie en temps réel implantable et extractible in vivo pour le contrôle des irradiations complexes en radiothérapie anti-cancéreuse. – Securidose

RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs La généralisation de procédures élaborées de radiothérapie et la complexité des équipements associés nécessitent, pour garantir l'efficacité thérapeutique et la sécurité du patient, de concevoir des moyens fiables pour la vérification systématique en temps réel de la dose délivrée totalement indépendamment du calcul et de la modélisation faite par le système dosimétrique intégré dans l'équipement de radiothérapie.
Cette problématique est à l'origine d'une collaboration pluridisciplinaire entre le CHU de Grenoble et l'Institut des Nanotechnologies de Lyon. Ce projet s'inscrit dans ce contexte et s'appuie sur les travaux de recherche concernant d'une part la radiothérapie et plus particulièrement la dosimétrie in vivo et d'autre part les microcapteurs intégrés pour des applications biomédicales. Cette collaboration a donné lieu au dépôt d'un brevet sur un système de dosimétrie implantable innovant basé sur la radioluminescence d'un matériau semi conducteur à gap direct. RESUME PROJET – Description Le but du projet est de développer un système de dosimétrie implantable à usage unique in vivo capable de mesurer en temps réel la dose délivrée au niveau de la zone d'implantation, ainsi que la dose cumulée pendant tout le traitement. Le système dosimétrique basé sur l'invention est composé d'une sonde invasive à fibre optique et d'un module portable de détection de luminescence. La sonde est constituée d'une fibre optique avec à son extrémité une capsule de faible diamètre (inférieur à 800 µm) contenant un matériau semiconducteur massif à gap direct.
Ce projet intègre une phase de consolidation du concept suivi d'une phase d'optimisation de l'instrumentation. Pour la sonde implantable, l'étude portera sur l'évaluation comparative des matériaux candidats et sur l'optimisation à la fois de l'encapsulation de ce matériau et du couplage optique avec la fibre. Pour le système de photodétection, les efforts porteront sur la conception et la caractérisation d'un photodétecteur intégré CMOS adapté à l'application.
Une étude préliminaire de la doctrine d'utilisation in vivo est prévue pour l'optimisation de l'emploi du matériel (quels sites anatomiques surveiller, dans ou hors champs d'irradiation pour les organes risques, un ou plusieurs sites contrôlés, combinaison à des mesures de surface, etc).
Des études de caractérisation opérationnelle en découleront, elles seront réalisées sur l'installation clinique utilisée en routine pour la radiothérapie. Il s'agit d'une étude sur fantôme qui doit permettre de caractériser les performances du système dosimétrique développé, tant sur les aspects métrologiques qu'ergonomiques. En complément, la sonde sera soumise à l'expertise de radiologues interventionnels pour valider son implantabilité. De plus, une analyse des contraintes normatives et réglementaires sera réalisée.Simultanément, une étude de simulation sur dossier virtuel permettra de tester les hypothèses d'implantation. RESUME PROJET – Resultats attendus Le but du projet est d'obtenir un système de dosimétrie (prototype de démonstration), basé sur le concept breveté, qui soit validé et caractérisé sur une installation clinique. Les performances obtenues en terme de sensibilité doivent permettre de mesurer une plage de dose de 0,1 Gy à 20 Gy avec une précision de ±5% pour des débits de dose de 2 à 6 Gy/min. Ces performances offriront un potentiel d'application en routine clinique. L'ensemble de ces résultats doit permettre la valorisation industrielle du système de dosimétrie breveté et ainsi de faciliter le transfert technologique, notamment par la disponibilité de prototypes démontrables sur des installations cliniques utilisées en routine. Les suites attendues de ce projet sont d'une part le passage à des essais cliniques dans le cadre d'un partenariat industriel et d'autre part le développement de sondes dosimétriques implantables complex