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Ecole Supérieur d’Ingénieur de Luminy
Département Génie BioMédical
Mise à jour le 1er juin 2003
Pour le département G.B.M. de l’E.S.I.L.
Tuteur de projet :
Elèves étudiants en
première année à l’ESIL en GBM :
DURAND Raphaël
[email protected]
FERRANDINI Emilie
[e-mail]
Michel DUCH
Ingénieur BioMédical en Chef
des Hôpitaux de la Timone
Hôpital La Timone
264, Rue St Pierre
13385 MARSEILLE Cedex 05
Tél. : [phone]
Fax : [phone]
[email protected]

Ecole Supérieur d’Ingénieur de Luminy
Département Génie BioMédical
Luminy – Case 925
13288 MARSEILLE Cedex 9
Tel : [phone]
Fax : [phone].
E-mail : [email protected]r
Site : http://www.esil.univ-mrs.fr
Volume 1/1
Copies du présent document :
Responsable du projet : 1
Secrétariat GBM : 1
Elèves du projet : 1
Tuteur de projet :
Elèves étudiants en
première année à l’ESIL en GBM
DURAND Raphaël
[email protected]
FERRANDINI Emilie
[e-mail]
Michel DUCH
Ingénieur BioMédical en Chef
des Hôpitaux de la Timone
Hôpital La Timone
264, Rue St Pierre
13385 MARSEILLE Cedex 05
Tél. : [phone]
Fax : [phone]
[email protected]

La radiothérapie en modulation d’intensité
Année universitaire 2002-2003 3
Remerciements
Nous tenons à remercier Monsieur Michel Duch, ingénieur biomédical en chef au
centre hospitalier de la Timone à Marseille, pour nous avoir encadrés et conseillés tout au long
de ce projet.
Nos remerciements s’adressent aussi à Monsieur Denis Porcheron, physicien au
centre hospitalier de la Timone à Marseille, pour avoir eu la gentillesse de répondre à nos
nombreuses questions, et pour son accueil au sein de son service. Effectivement, nous avons
pu profiter de son expérience en matière de technologie et de techniques d’irradiation.
Merci aussi à Monsieur Garcia, physicien de la clinique Sainte-Catherine à Avignon,
qui nous a cordialement reçus à Sainte-Catherine. Grâce à sa disponibilité, nous avons pu
visiter l’ensemble des services (Imagerie par scanner, dosimétrie, salle des tests, et surtout
salle des accélérateurs où les patients étaient traités) pour mettre en œuvre la radiothérapie
par intensité modulée.
Nous remercions également Madame Simonian, Chef du Service de Physique de
l’Institut Paoli Calmettes, pour nous avoir accueillis au sein de son service, et répondu à nos
questions.
Les constructeurs de matériel de radiothérapie (accélérateurs linéaires, logiciels de
dosimétrie…) ont été particulièrement généreux quant à la documentation commerciale et
technique mise à notre disposition et portant sur leur gamme de produits. Nous remercions
tout d’abord, la société VARIAN (qui a racheté l’activité oncologique de GEMS) et son
ingénieur commercial, Monsieur Rault Bernard pour nous avoir reçus et arranger une visite
à la clinique Sainte-Catherine à Avignon. Nous remercions également la société ELEKTA (qui
a racheté l’activité oncologique de PHILIPS) et son ingénieur commercial, Monsieur
Lemercier Claude, ainsi que la société SIEMENS et ses ingénieurs commerciaux, Monsieur
Guiastrennec Arnaud et Monsieur Grosset Guillaume.

La radiothérapie en modulation d’intensité
Année universitaire 2002-2003 4
Résumé
La radiothérapie a connu ces dernières années de considérables améliorations dues, en
grande partie, au progrès de l’informatique. L’ensemble de ces progrès a contribué à
l'élaboration de techniques d'irradiation de plus en plus sophistiquées, aboutissant à une
distribution plus précise de la dose ionisante et à une meilleure connaissance de sa répartition.
Ainsi, l’objectif de la radiothérapie en modulation d’intensité est une meilleure répartition de la
dose au volume cible en protégeant au maximum les tissus sains avoisinants, entraînant ainsi
une réduction de la toxicité induite. Dans ce rapport, nous étudierons les étapes que nécessite
ce genre de traitement (Imagerie, dosimétrie, vérification) ainsi que les technologies mises en
jeu (accélérateur linéaire, collimateurs multilames, imagerie portale), et nous finirons par un
descriptif du matériel proposé par les différents constructeurs (VARIAN, ELEKTA, SIEMENS).
Mots clés : volumes cibles, modulation d’intensité, dosimétrie, vérification, accélérateurs
linéaires, collimateur multilames, imagerie portale.
Abstract
During the last years, radiotherapy has known considerable improvements due mainly
to the progress of data processing. All of this progress contributed to the development of
increasingly sophisticated techniques of irradiation, which brought about a more precise
delivery of the dose and a better knowledge of its distribution. Thus, the purpose of intensity
modulated radiotherapy is a better delivery of the dose to the target volume while protecting
the surrounding tissue, involving a reduction of induced toxicity. In this report, we will study
the steps which are required for this kind of treatment as well as the technologies involved,
and to conclude we will see a description of the equipment offered by various manufacturers.
Keywords: target volumes, intensity modulation, dosimetry, verification, linear accelerators,
multileaf collimator, portal imaging.

La radiothérapie en modulation d’intensité
Année universitaire 2002-2003 5
Table des matières
Remerciements ..........................................................................................................3
Résumé ......................................................................................................................4
Table des matières .....................................................................................................5
Table des Annexes......................................................................................................6
Table des Illustrations................................................................................................6
Objectif du sujet d’étude ............................................................................................7
Introduction ...............................................................................................................8
Lexique.......................................................................................................................9
1. Plan de traitement.............................................................................................10
1.1. Acquisition des données anatomiques et repérage des volumes..............10
1.2. Planification inverse ................................................................................11
1.3. Planification directe.................................................................................11
1.4. Séquenceur..............................................................................................12
1.5. Validation sur fantôme ............................................................................12
1.6. Traitement...............................................................................................13
1.7. Vérification par imagerie portale .............................................................15
1.8. Etude de données ....................................................................................15
1.9. Différents problèmes rencontrés .............................................................16
1.10. Schéma récapitulatif................................................................................17
1.11. Pourquoi l’IMRT.......................................................................................18
2. Aspect technique ...............................................................................................19
2.1. Grandeurs dosimétriques utilisées en radiothérapie................................19
2.2. Accélérateur ............................................................................................19
2.2.1. Les différentes énergies utilisées .........................................................19
2.2.2. Principe général de fonctionnement des accélérateurs linéaires ..........19
2.3. Le collimateur multilames (MLC) .............................................................22
2.4. La modulation d’intensité ........................................................................23
2.4.1. IMRT statique....................................................................................24
2.4.2. IMRT dynamique...............................................................................25
2.5. Informatique et Réseaux .........................................................................25
2.6. Imagerie portale......................................................................................26
3. Les différents fournisseurs ................................................................................28
3.1. Planning ..................................................................................................28
3.1.1. Planning Direct .................................................................................28
3.1.2. Planning Inverse...............................................................................28
3.1.3. Maintenance des logiciels .................................................................28
3.2. Délivrance................................................................................................28
3.2.1. Accélérateur linéaire.........................................................................28
3.2.2. Collimateur multilames .....................................................................29
3.3. Réseaux...................................................................................................30
3.4. Vérification ..............................................................................................31
3.5. Maintenance ............................................................................................31
3.6. Evolution .................................................................................................31
Conclusion................................................................................................................32
Bibliographie............................................................................................................33