Dosim

1
Dosimétrie personnalisée en radiothérapie interne
à laide de fantômes voxélisés

• S. Chiavassa, M. Bardiès, M. Zankl et I.
  Aubineau-Lanièce

IRSN/DPHD/SDI/LEDI BP.17 F92262
Fontenay-aux-Roses. INSERM, U463, Institut de
biologie, Nantes. GSF - National Research
Center for Environment and Health Institute of
Radiation Protection. Neuherberg
2
Dosimétrie personnalisée en radiothérapie interne
à laide de fantômes voxélisés

• Enjeux de la radiothérapie interne
• Principe dŒdipe
• Développements spécifiques à la radiothérapie
  interne
• Comparaison EGS4 / MCNPX
• Conclusions
• Perspectives

3
Enjeux de radiothérapie interne

• Radiothérapie interne

4
Enjeux en radiothérapie interneMéthode actuelle
Formalisme du MIRD (MIRDOSE, MABDOSE, NUCLIDOSE)
5
Enjeux en radiothérapie interne Dosimétrie
personnalisée
Simulations Monte Carlo (MCNP)
Fantôme voxélisé propre au patient
6
Dosimétrie personnalisée en radiothérapie interne
à laide de fantômes voxélisés

• Enjeux de la radiothérapie interne
• Principe dŒdipe
• Développements spécifiques à la radiothérapie
  interne
• Comparaison EGS4 / MCNPX
• Conclusions
• Perspectives

7
Principe dŒdipe Outil dEvaluation de la Dose
Interne PErsonnalisée
8
Dosimétrie personnalisée en radiothérapie interne
à laide de fantômes voxélisés

• Enjeux de la radiothérapie interne
• Principe dŒdipe
• Développements spécifiques à la radiothérapie
  interne
• Comparaison EGS4 / MCNPX
• Conclusions
• Perspectives

9
Développements spécifiques à la radiothérapie
interne

• Dosimétrie corps entier à léchelle tissulaire
• Limitation à 100.000 cellules
• Optimisation des temps de calcul
• Temps de calcul importants
• Segmentation semi-automatique des images CT
• Implémentation des fonctionnalités dans Œdipe

10
Dosimétrie corps entier
Limite intrinsèque au code MCNP en programmation
classique de 100.000 cellules
?
11
Développements spécifiques à la Radiothérapie
interne

• Dosimétrie corps entier à léchelle tissulaire
• Limitation à 100.000 cellules
• Optimisation des temps de calcul
• Temps de calcul importants
• Segmentation semi-automatique des images CT
• Implémentation des fonctionnalités dans Œdipe

12
Optimisation des temps de calcul du code MCNP
Résultat (tally) Dose (MeV/g)

• tally  classique 

• lattice tally

• mesh tally

13
Optimisation des temps de calcul du code MCNP

• Données de létude
• Géométrie corps entier issu dimages scanner
• 256 x 256 x 157 voxels
• Rs 0.1875 cm x 0.1875 cm x 0.528001 cm

100.000
400.000
800.000
3.500.000
Nbre de voxels
14
Optimisation des temps de calcul du code MCNP
Données de létude (suite) Source 131I
homogène dans les tissus
mous
15
Optimisation des temps de calcul du code MCNP
MCNPX2.4 Lattice tally Tally classique Mesh
tally
Temps CPU (heures)
Nombre de voxels
16
Optimisation des temps de calcul du code MCNP
MCNPX2.4  Lattice tally Tally classique
Mesh tally MCNPX2.5.d Lattice tally
Temps CPU (heures)
Nombre de voxels
17
Optimisation des temps de calcul du code MCNP
1h30
Temps CPU (heures)
MCNPX2.5.d (lattice tally)
Nombre de voxels
18
Développements spécifiques à la Radiothérapie
interne

• Dosimétrie corps entier à léchelle tissulaire
• Limitation à 100.000 cellules
• Optimisation des temps de calcul
• Temps de calcul importants
• Segmentation semi-automatique des images CT
• Implémentation des fonctionnalités dans Œdipe

19
Segmentation semi- automatique (CT)
20
Développements spécifiques à la Radiothérapie
interne

• Dosimétrie corps entier à léchelle tissulaire
• Limitation à 100.000 cellules
• Optimisation des temps de calcul
• Temps de calcul importants
• Segmentation semi-automatique des images CT
• Implémentation des fonctionnalités dans Œdipe

21
Implémentation des nouvelles fonctionnalités dans
Œdipe (PV-WAVE)

• Outil de segmentation semi-automatique (CT)

22
Implémentation des nouvelles fonctionnalités
dans Œdipe (PV-WAVE)

• Outil de segmentation semi-automatique (CT)

• Écriture automatique des fichiers dentrée

• Convivialité
• - Lecture (20mns -gt 1mn)
• - Zoom

• Histogramme Dose Volume

23
Implémentation des nouvelles fonctionnalités
dans Œdipe (PV-WAVE)

• Outil de segmentation semi-automatique (CT)

• Écriture automatique des fichiers dentrée

• Convivialité
• - Lecture (20mns -gt 1mn)
• - Zoom

• Histogramme Dose Volume

• Compatibilité PC/Unix

• Visualisation 3D

24
Dosimétrie personnalisée en radiothérapie interne
à laide de fantômes voxélisés

• Enjeux de la radiothérapie interne
• Principe dŒdipe
• Développements spécifiques à la radiothérapie
  interne
• Comparaison EGS4 / MCNPX
• Conclusions
• Perspectives

25
Comparaison EGS4 / MCNPXDonnées de létude

• Géométrie
• Fantôme de zubal (tête et torse)  128 x 128 x
  236 voxels
• Résolution spatiale  0.375 x 0.375 x 0.4 cm

• Source
• Iode 131 électrons et photons
• Foie 6.734E06 KBq.h
• Reins 3.3004E06 KBq.h
• Tumeur (thyroïde) 4.699E06 KBq.h
• Corps entier 1.3875E08 Kbq.h

• Résultats
• Doses absorbées au foie, reins, thyroïde et corps
  entier (en mGy/kBq/h)
• Erreur relative lt 10

26
Comparaison EGS4 / MCNPXRésultats
 
EGS4 MCNPX2.5d
27
Conclusions

• Limite de 100.000 voxels dépassée
• modélisation dun corps entier réalisée
• Optimisation de la méthode de calcul
• 1h30 de calcul par million de particules suivies
• Outil de segmentation semi-automatique réalisé
• Fonctionnalités implémentées dans Œdipe
• Validation du logiciel Œdipe
• comparaison EGS4 / MCNPX

28
Perspectives

• Optimisation du fichier dentrée
• Création dun fichier unique
• Validation dŒdipe
• Oedipe / mesures TLD sur fantômes physiques
• Comparaison Œdipe / MIRD
• Participation à la dosimétrie lors dessais
  cliniques sur patients