Calcul tridimensionnel de la dose absorbée par simulation Monte Carlo GATE pour la radiothérapie guidée par l'image dédiée au petit animal

Les irradiateurs innovants dedies aux petits animaux permettent de reproduire les traitements de radiotherapie clinique guidee par l'image. La pratique clinique est mise a l'echelle de l'animal en reduisant les dimensions et l'energie des faisceaux d'irradiation : des faisceaux millimetriques de moyenne energie (<300keV) sont utilises. Les contraintes induites par cette mise a l'echelle limitent la possibilite de transposer les techniques de calcul de dose cliniques a la pratique preclinique. L'utilisation de methodes Monte Carlo devient necessaire. Dans le cadre de ce travail, un modele Monte Carlo de l'irradiateur preclinique XRAD225Cx a ete developpe avec le code GATE (Geant4) afin de fournir une distribution de dose precise dans l'animal. Ce modele a ete valide en comparant les resultats des simulations a des mesures ainsi qu'avec des resultats obtenus avec le code Monte Carlo de reference en radiotherapie externe, EGSnrc. Une problematique particuliere a ete mise en evidence : l'impact dosimetrique majeur de la segmentation des tissus dans les images CT des animaux. Aux energies precliniques, un seuillage des images base sur les valeurs de densite electronique des voxels ne permet pas d'atteindre un niveau de precision acceptable pour le calcul de la dose. Il est indispensable de definir rigoureusement les materiaux (composition elementaire et densite massique). Une methode de segmentation specifique a donc ete proposee dans le but d'obtenir des distributions realistes dans les animaux. Finalement, la plateforme de calcul Monte Carlo a pu etre utilisee dans le cadre de differentes etudes radiobiologiques precliniques sur souris et rats.