Optimisation experte de la balistique et des moyens de contrôles en radiothérapie conformationnelle par modulation d'intensité (RCMI)
Résumé
Introduction : Actuellement, la RCMI est utilisée principalement pour les traitements du cancer de la prostate et de la sphère ORL. En effet, elle permet, par rapport à la radiothérapie conformationnelle classique, de mieux conformer le volume cible quelle que soit sa forme, et donc de préserver d'avantage les organes à risque (OARs). Ces deux localisations (prostate et ORL) représentent à elles seules, 19% des patients traités en radiothérapie externe en 2004, au Centre Alexis Vautrin. Bien que la RCMI y soit mise en œuvre depuis 2001 (le Centre Alexis Vautrin est l'un des premiers à l'avoir fait), seul 1,5% de ces patients bénéficient des traitements par RCMI. La cause principale est le temps nécessaire à la mise en œuvre du traitement. Le but de notre étude est donc de mettre au point des procédés permettant d'étendre l'accès à cette technique, à une majorité de patients. Il s'agit pour cela de concilier la recherche du meilleur traitement répondant aux attentes du patient, et la réduction du temps nécessaire à la planification et à la vérification dosimétrique de chaque plan de traitement. Ainsi, nos deux principaux axes de travail sont d'une part, l'optimisation et l'automatisation du choix de la balistique de traitement, et d'autre part, l'optimisation des contrôles de qualité à l'aide d'une Maîtrise Statistique des Procédés (MSP). Méthodes d'optimisation et d'automatisation du choix de la balistique de traitement : Nous avons étudié différents algorithmes d'optimisation : le recuit simulé, l'algorithme génétique et l'algorithme du simplexe. Ceux-ci nous permettront d'obtenir de manière automatique les faisceaux optimums : irradiant suffisamment le volume cible, tout en épargnant les OARs avoisinants. Ces algorithmes nécessitent l'utilisation d'une fonction score pertinente, laquelle regroupe les objectifs cliniques et évalue numériquement la qualité d'un plan de traitement. Néanmoins, une évaluation classique, basée sur des critères dosimétriques serait très consommatrice de temps. En effet, les matrices de fluence doivent être optimisées pour chaque nouvelle configuration testée. Ainsi, il est intéressant d'introduire dans un premier temps, une fonction score basée sur des critères géométriques, pour permettre une réduction de l'espace des solutions et un affinement de la balistique. Ces critères géométriques ont pour but de quantifier, pour une orientation donnée de faisceau, les proportions de volume cible irradiées par rapport aux proportions d'OARs et de tissus sains irradiées. Ensuite, une fonction score basée sur des critères dosimétriques sera utilisée. La Maîtrise Statistique des Procédés (MSP) appliquée au contrôle de qualité en RCMI : La MSP est une méthode d'analyse statistique, pour le contrôle et l'amélioration de la qualité des procédés et processus, elle a été largement développée dans l'industrie. Dans cette étude, elle est appliquée au contrôle de la qualité des doses mesurées et calculées en RCMI. Les objectifs sont (1) d'évaluer et si nécessaire, d'améliorer la stabilité du système dans le cas du contrôle systématique de tous les faisceaux de chaque patient (contrôles à 100%), (2) de déterminer, lorsque le système est considéré stable, s'il est possible d'éviter ces contrôles à 100%, et de rationaliser le processus en agissant sur le nombre et la fréquence des contrôles en fonction de risques statistiques prédéfinis, au lieu de les choisir par expérience ou par intuition, et enfin (3) de prévenir d'éventuelles dérives des valeurs cibles ou de leur dispersion, en les mettant sous contrôle statistique, au lieu de les subir.