Problematics and evolution of the quality control for the implementation of the intensity-modulated radiation therapy - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2003

Problematics and evolution of the quality control for the implementation of the intensity-modulated radiation therapy

La problématique et l'évolution du contrôle de qualité pour la mise en oeuvre de la radiothérapie conformationnelle avec modulation d'intensité

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Vincent Marchesi
  • Function : Author
  • PersonId : 757112
  • IdRef : 076602842

Abstract

Intensity-modulated radiation therapy (IMRT) is the latest evolution of conforma! radiotherapy, made possible by recent developments in imaging, software and treatment technologies. IMRT, using an inverse optimization algorithm to modizy the bearn fluence, allows better conformity of the treatment isodoses to the target volumes while sparing organs at risk. Our work was to define a comprehensive quality assurance program in order to use with optimal safety conditions IMRT for both prostate and head and neck cancers. After having defined the most adapted material and the methods for the measurements of intensity-modulated beams, we found it necessary to elaborate new original measurement phantoms to simulate both treatment locations. These new phantoms demonstrated their efficacy despite a very low cost. These works have subsequently been used to validate the treatment chain consisting of the optimization algorithm, the leaf-sequencing algorithm and the multileaf collimator / accelerator. We developed tests designed to evaluate the capability of these elements and to maintain their performance at an optimal level. Hence, we proposed a quality control protocol of the IMRT treatment chain. In order to make the control of intensity-modulated beams simpler and faster, we studied the use of a liquid-filled electronic portal imaging deviee. This deviee combined ali the qualities required for efficient measuring such beams. These preliminary works allowed us to start treating patients with IMRT using the dynamic collimation method rather than the segmented method since a comparative study had been made on simple then clinical beams. From July 2000 to October 2003, 40 patients were treated with this technique. Our quality control protocol allowed to validate predictive calculations and to demonstrate the reliability of the technique (daily reproducibility higher than 99%).
La radiothérapie conformationnelle avec modulation d'intensité (RCMI) constitue la dernière évolution actuelle de la radiothérapie conformationnelle accessible grâce aux récents développements des technologies d'imagerie, de logiciels et de traitements. Par une modification de la fluence à l'intérieur du faisceau obtenue par un processus d'optimisation inverse, la RCMI permet d'adapter les isodoses de traitement au plus près des volumes cibles tout en épargnant les organes à risques. Notre travail a été de définir un programme complet d'assurance de qualité pour pouvoir utiliser la RCMI pour le traitement des localisations Prostate et Tête et Cou dans des conditions de confiance et de sécurité totales. Après avoir défini le matériel et les méthodes les plus adaptés à la mesure des faisceaux modulés en intensité, il nous est apparu nécessaire d'élaborer des fantômes de mesure originaux permettant de simuler les localisations de traitement envisagées. Ces nouveaux fantômes ont montré leur efficacité malgré un coût de fabrication faible. Ces travaux ont ensuite été mis à profit pour valider la chaîne de traitement constituée de l'algorithme d'optimisation des faisceaux, de l'algorithme de séquençage des lames et du couple collimateur multilame-accélérateur. Nous avons présenté des tests destinés à évaluer les capacités de ces éléments ainsi qu'à maintenir leurs performances optimales. Dans ce but nous avons proposé un protocole de contrôle de qualité de la chaîne de traitement par RCMI. Dans l'optique de rendre le contrôle de qualité des faisceaux modulés rapide et précis, nous avons étudié l'utilisation d'un système d'imagerie portale à chambre d'ionisation liquide pour la dosimétrie des faisceaux. Ce système présente toutes les qualités requises pour être un moyen efficace de mesures de tels faisceaux. Ces travaux préliminaires nous ont ensuite permis la mise en traitement par RCMI des patients par la méthode de la collimation dynamique, préférée à la collimation segmentée grâce à une étude spécifique sur faisceaux simples puis cliniques. Entre juillet 2000 et octobre 2003, 40 patients ont été traités par cette technique. Le protocole de contrôle de qualité systématique que nous avons défini, a permis de valider les calculs prédictifs et de démontrer la fiabilité de la technique (reproductibilité journalière supérieure à 99%).
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Dates and versions

tel-01749711 , version 1 (29-03-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01749711 , version 1

Cite

Vincent Marchesi. La problématique et l'évolution du contrôle de qualité pour la mise en oeuvre de la radiothérapie conformationnelle avec modulation d'intensité. Médecine humaine et pathologie. Institut National Polytechnique de Lorraine, 2003. Français. ⟨NNT : 2003INPL096N⟩. ⟨tel-01749711⟩
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