WP2 – Optimisation des TPS

Le WP2 s’intéresse à l’amélioration des plans de traitement via la modélisation et la simulation informatique.

M. Daniel Cussol est le référant du WP2.

Les partenaires prenant part au WP2 sont : le LPC Caen, IPHC de Strasbourg, le LARIA (Caen), l’IMNC (Orsay) le CREATIS (Lyon), l’U825 (Toulouse) et le LPC Clermont-Ferrand.

WP2.1. Mesures des sections transversales et données biologiques :

Séctions efficaces : 2 séries de mesures ont été enregistrés au GANIL en 2011. Des cibles minces et épaisses d'intérêt médical (H, C, O et Ca) ont été étudiés à 95 MeV/n à 0 °. Les données sont en cours d'analyse et les résultats seront publiés à la fin de 2014. Ce travail en cours poursuivra trois étapes dont l'une aura un point de décision:

- 1er étape: fin 2013, la disponibilité de la salle du GANIL permettant de donner accès à plus de temps de faisceau.

- 2ème étape: fin 2015, une décision sera prise quant à savoir si le nouveau modèle de collision est pertinent : si c'est le cas, le modèle sera utilisé ; s’il n’est pas encore assez pertinent, alors une augmentation du nombre d'expériences aura lieu. En fonction de la construction des centres ETOILE ou ARCHADE, les spécifications de l'instrumentation seront adaptés (pour être affecté à RecHadron) afin de rendre l’instrumentation mobile et site-indépendant.

- 3ème étape: après 2015, en fonction de la mise en œuvre possible des centres ARCHADE, ETOILE ou d’un autre site adapté, ce travail sera poursuivi sur un long terme.

Données biologiques : (les données de référence photon sont acquises simultanément dans les 3 sites de FrHA)
- 1er étape: fin 2012, la mise en place de l’EquipEx RecHadron qui a permis les mesures de référence liées aux photons;
- 2ème étape: fin 2013, la disponibilité de la salle de GANIL, comme décrit ci-dessus, permettant de donner accès à plus de temps de faisceau ;
- 3ème étape: fin 2014, la disponibilité d'une ligne de protons expérimental permettant un à poursuivre ce travail plus rapidement. Ce travail sera effectué sur le long terme avec des modèles biologiques de complexité croissante. Ce travail multicentrique sera coordonné avec des modèles, des protocoles et un système commun de suivi de la qualité.

WP2.2 et 2.3 : outils et plate-forme de simulation pour le dépôt de dose et le traitement :

Ces travaux informatiques sont réalisés en parallèle avec les mesures expérimentales.

- 1er étape: fin 2014, l’évaluation et le développement de modèles de collisions nucléaires sur la base des données expérimentales existantes (WP2.2);
- 2ème étape: fin 2014, la mise à disposition d'un outil de simulation de référence type Monte Carlo basé sur Geant4 / GATE (WP 2.2 et WP 2.3). Cette thématique est partiellement soutenu par le projet IMADRON Cancer Physique (2012-2013);
- 3 ème étape : l'optimisation des algorithmes de calcul de dose dans le but de les intégrer dans un TPS (WP 2.3). Après 3 ans, les performances des modèles de collision seront connues. Deux cas peuvent se présenter comme indiqué ci-dessus (WP2.1, 2ème étape – itération des expériences ou non).

À plus long terme, ce travail touchant aux domaines de la physique et de la radiobiologie sera poursuivi dans les centres disposant de faisceaux carbone à énergies d'intérêt thérapeutique (à partir de 30 MeV / u à 400 MeV / u) lorsque ceux-ci seront disponibles. L'outil de référence Monte Carlo sera mis à jour régulièrement afin d’inclure les progrès réalisés de nouvelles sections transversales expérimentales. Les outils de simulation rapides mises en œuvre dans TPS seront testés et validés contre le code de Monte Carlo de référence.

WP2.4 imagerie fonctionnelle et métabolique multimodale :

L'objectif d’intégrer de façon multimodale l’imagerie fonctionnelle médicale, métabolique et spectroscopique pour l’hadronthérapie afin d'optimiser le contourage des objectifs à traiter, de définir de nouveaux objectifs et de proposer des hypothèses de recherche clinique. Les plates-formes permettant l'échange, la manipulation et le stockage des données sont et seront nécessaires à la recherche clinique. Ces développements sont actuellement poursuivis dans les projets suivants: SUMMER (FP7, 2012-18) visant à combiner et traiter plusieurs sources d'image, y compris ceux spectroscopiques; PHRC (programme hospitalier de recherche clinique) SpectroGlio (2008-17) ainsi que le LabEx IRON (2012). Ce projet devrait également établir des liens avec F-CRIN pour l'inter-échange de données.

Contact : Daniel Cussol, Caen.