PRotonthérapie : développement et validation d’un OUtil de modélisation Et Simulation monte carlo précises et rapides du dépôt de doSE – PROUESSE

A l’heure actuelle, la radiothérapie, utilisée seule ou combinée aux autres traitements que sont la chirurgie et la chimiothérapie, reste l’une des techniques les plus efficaces pour le traitement du cancer. Elle est depuis plus d’un siècle basée sur l’utilisation de photons gamma ou X de haute énergie. Cependant, cette radiothérapie classique peut ne pas apporter de réponse correcte pour le traitement de cancers d'accès difficile à la chirurgie ou de cancers situés à proximité de structures sensibles. De plus, la chance de guérison est d’autant plus grande que la dose de rayonnement ionisant délivrée est élevée et conforme à la tumeur. Par contre une dose reçue par les Organes A Risque (OAR) trop importante peut produire des complications et des séquelles irréversibles. Un compromis est alors utilisé, limitant la chance de guérison. Pour répondre à cette problématique, les protons présentent un avantage balistique fort par rapport aux RX, puisqu’ils permettent une distribution de la dose d’irradiation avec une extrême précision balistique au niveau de la tumeur (pénombre entre 15 et 30% par mm et pas de dose en aval de la tumeur). En raison de ces propriétés balistiques, les faisceaux de protons augmentent l'efficacité du traitement de la tumeur tout en épargnant mieux les structures à risque voisines. L'utilisation médicale des faisceaux de protons d'énergie comprise entre 60 et 250 MeV connaît un essor au niveau mondial. La contrepartie dans l'utilisation de ces nouvelles techniques est la nécessité de réaliser des calculs précis de la dose délivrée. Le besoin en précision est d’autant plus important que les volumes à traiter et à protéger peuvent être très petits, et que l’intensité du faisceau peut avoir des gradients élevés. Les outils disponibles actuellement, utilisant des méthodes numériques classiques, sont rapides mais peu précis. Une solution innovante est de recourir aux méthodes statistiques de Monte Carlo, aptes à donner des résultats proches de la réalité. En contrepartie, les temps de calcul sont beaucoup plus longs pour la routine clinique. Le projet PROUESSE vise à améliorer la précision d’irradiation tout en réduisant le temps de calcul. Ces objectifs seront atteints en développant un outil de calcul de dose mettant en œuvre un code Monte Carlo optimisé. Cet outil sera développé et mis au point au CEA (Saclay), testé en milieu clinique au CPO (Orsay), et intégré dans le TPS "ISOgray" de Dosisoft. L'outil développé dans PROUESSE est donc un système d’aide à la décision au sercive des cliniciens en protonthérapie, pour un meilleur résultat thérapeutique grâce à l'optimisation du traitement. Ce module de calcul pour la protonthérapie permettra à Dosisoft, seul industriel français à fournir des TPS, d'augmenter son offre et de mieux faire face à la concurrence.