Séminaire: Suivi du pic de Bragg par détection des particules secondaires émises par la fragmentation du 12C

par Dr Marie VANSTALLE (GSI-Darmstadt)

lundi 18 mars 2013, 14:30 → 15:30 Europe/Paris

Amphi Recherche (Dept.Phys.)

La détermination de la position du pic de Bragg est un sujet primordial dans le traitement des cancers par thérapie par ions légers (12C, 16O,...). En effet, il permet d’être certain de déposer la dose maximale dans la tumeur et non pas dans les tissus sains périphériques. Actuellement, seule la méthode TEP est utilisée pour vérifier cette position : les différences entre le profil d’annihilation TEP et les calculs du plan de traitement permettent d’estimer qualitativement les erreurs entre la dose effectivement délivrée et la dose prévue. La connaissance du positionnement du pic de Bragg en temps réel devrait permettre de corriger en direct le plan de traitement, et non pas a posteriori (cas actuel), ce qui améliorerait considérablement la qualité du traitement. Un des handicaps de la hadronthérapie est la fragmentation : les interactions inélastiques entre le projectile et la cible produisent des particules secondaires plus légères qui vont avoir un parcours distinct des ions incidents et, par conséquent, un dépôt de dose différent. Cependant, dans le cas du suivi temps réel de la dose absorbée, la fragmentation peut devenir un avantage. En effet, la position du pic de Bragg peut être connue via la détection des particules secondaires (protons ou gamma prompts) créées par l’interaction du faisceau avec le patient. Une expérience a été menée en mai 2012 à GSI, en collaboration avec l’Université la Sapienza de Rome et le groupe PICSEL de Strasbourg, afin de déterminer la position du pic de Bragg d’une part par le taux de production des gammas prompts en fonction de la profondeur de la cible, et d’autre part par la reconstruction des trajectoires des protons secondaires. Au cours de ce séminaire, je présenterai les résultats préliminaires de cette expérience, notamment les spectres en énergie obtenus pour les gammas prompts émis à 90° et 60° par rapport à l’axe du faisceau, et également le profil d’émission de ces gammas. Ces résultats seront confrontés à des simulations Monte Carlo effectuées avec GEANT4 et/ou FLUKA. Je présenterai aussi les derniers résultats préliminaires obtenus pour les protons secondaires (spectres en énergie, taux de production).