Published June 19, 2014 | Version v1
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Contribution to the control of hadron-therapy and to the modelling of the biological dose

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Description

In this report for an Accreditation to Supervise Researches, the author first describes hadron-therapy control: state of the art, measurements of prompt γ radiations, simulation of secondary radiations, design of a collimated camera for hadron-therapy, design of a Compton camera, instrument developments, imagery of interaction vertex. In a second part, the author reports the development of a biological dose modelling: context, theoretical analysis of the both main trace models, development of the Nanox model. Several scientific articles on these both topics are provided in appendix

Abstract (French)

L'hadrontherapie est une technique de traitement des tumeurs cancereuses par faisceau d'ions (essentiellement proton et carbone, jusqu'a present). Le principal avantage physique des ions par rapport aux rayons de la radiotherapie conventionnelle est qu'ils presentent un depot d'energie maximum en fin de parcours avec une dispersion laterale relativement faible. De plus, dans le cas des ions plus lourds que le proton (ions carbone par exemple), l'efficacite biologique du depot d'energie est maximale dans la tumeur et proche de celle des photons dans les tissus sains. L'hadrontherapie est donc particulierement indiquee pour les tumeurs radioresistantes proches d'organes a risques. Il existe actuellement dans le monde une bonne trentaine de centres de protontherapie et six centres de traitements par ion carbone: HIMAC (Chiba, 1994), HIBMC (Hyogo, 2002), (Gunma, 2010), Lanzhou (2006), HIT (Heidelberg, 2010), CNAO (Pavia, 2012). A la fin de l'annee 2011, pres de 100 000 patients avaient ete traites avec des faisceaux de particules 1: ∼80.000 par protons, ∼10.000 par ions carbone, ∼2.000 par ions helium, ∼1.000 par pions et ∼400 avec d'autres types d'ions. Ces chiffres sont a comparer par exemple aux 200 000 nouveaux cancers diagnostiques par an en France dont la moitie sont traites par radiotherapie conventionnelle (eventuellement couplee a de la chirurgie ou de la chimiotherapie). Malgre un developpement considerable lors des 10 dernieres annees, l'hadrontherapie reste donc une technique emergente qui reclame des efforts de recherche et de developpement soutenus, principalement sur les thematiques suivantes: l'acceleration des ions, le controle de la dose, la modelisation des organes en mouvement, la modelisation de l'effet biologique et les etudes cliniques. (auteur)

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Original title (French)
Contribution au controle de l'hadrontherapie et a la modelisation de la dose biologique

Publishing Information

Imprint Pagination
255 p.
Report number
FRNC-TH--13693

INIS

Country of Publication
France
Country of Input or Organization
France
INIS RN
54002404
Subject category
S62: RADIOLOGY AND NUCLEAR MEDICINE;
Resource subtype / Literary indicator
Thesis
Descriptors DEI
BEAM OPTICS; BIOLOGICAL EFFECTS; CARBON IONS; COMPTON EFFECT; DOSE-RESPONSE RELATIONSHIPS; EFFICIENCY; FRENCH ORGANIZATIONS; HADRONS; IMAGE PROCESSING; MATHEMATICAL MODELS; MEASURING METHODS; N CODES; NEOPLASMS; ON-LINE CONTROL SYSTEMS; PROMPT GAMMA RADIATION; RADIATION DOSES; RADIOSENSITIVITY; RADIOTHERAPY; RESEARCH PROGRAMS; SURVIVAL CURVES
Descriptors DEC
CHARGED PARTICLES; COMPUTER CODES; CONTROL SYSTEMS; DISEASES; DOSES; ELASTIC SCATTERING; ELECTROMAGNETIC INTERACTIONS; ELECTROMAGNETIC RADIATION; ELEMENTARY PARTICLES; FUNDAMENTAL INTERACTIONS; GAMMA RADIATION; INTERACTIONS; IONIZING RADIATIONS; IONS; MEDICINE; NATIONAL ORGANIZATIONS; NUCLEAR MEDICINE; ON-LINE SYSTEMS; PROCESSING; RADIATIONS; RADIOLOGY; SCATTERING; SENSITIVITY; THERAPY

Optional Information

Notes
121 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses