|
| Titre : |
Etude comparative des deux types d’algorithmes (PO, DVO) d’optimisation dans le cas du cancer Nasopharynx |
| Type de document : |
document électronique |
| Auteurs : |
Chayma Bousefres, Auteur ; Saad Khoudri, Directeur de thèse |
| Editeur : |
Setif:UFA |
| Année de publication : |
2025 |
| Importance : |
1 vol (76 f.) |
| Format : |
29 cm |
| Langues : |
Français (fre) |
| Catégories : |
Thèses & Mémoires:Physique
|
| Mots-clés : |
IMRT-SIB
Photon Optimizer (PO)
Dose–Volume Optimizer (DVO)
cancer du nasopharynx
PTV
OAR
Radioth´erapie |
| Index. décimale : |
530 - Physique |
| Résumé : |
Le cancer du nasopharynx, de par sa localisation profonde et sa topographie souvent
irr´eguli`ere, requiert des techniques de radioth´erapie ultra-pr´ecises pour maximiser la
destruction tumorale tout en limitant la dose aux tissus sains. L’objectif de notre
´etude ´etait de comparer, en IMRT-SIB, deux algorithmes d’optimisation — le Photon
Optimizer (PO) et le Dose–Volume Optimizer (DVO) — en termes de couverture du
volume-cible planifi´e (PTV) et de protection des organes `a risque (OAR).
Les plans de traitement de huit patients ont ´et´e g´en´er´es avec le TPS Eclipse et
l’acc´el´erateur Clinac. Les indicateurs dosim´etriques (D95 %, D98 %, D50 %, HI, CI)
ont montr´e que le PO assurait une meilleure couverture et une homog´en´eit´e de dose
sup´erieure au PTV, r´eduisant le risque de zones ≪ froides ≫. En revanche, les doses
maximales (Dmax) et moyennes (Dmean) enregistr´ees dans les OAR (glandes salivaires,
moelle ´epini`ere, tronc c´er´ebral, etc.) ´etaient syst´ematiquement plus faibles sous DVO,
d´emontrant sa sup´eriorit´e pour ´epargner les tissus sains.
Bien que la protection des organes `a risque soit une priorit´e en radioth´erapie, les
deux algorithmes respectaient les contraintes dose impos´ees. Le crit`ere d´eterminant de
performance s’est donc av´er´e ˆetre la couverture du PTV, o`u le PO a pris l’ascendant. |
| Note de contenu : |
Sommaire
Remerciements I
R´esum´e III
Table des figures VIII
Liste des tableaux XII
Liste des abr´eviations XIII
Introduction 1
1 Anatomie du cavum 3
1.1 Anatomie du cavum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.1 Situation topographique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.2 Parois du cavum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2.1 Parois lat´erales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2.2 Paroi inf´erieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2.3 Paroi ant´erieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2.4 Paroi post´ero-sup´erieure . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.2.5 Paroi sup´erieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.2.6 Paroi post´erieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.3 Drainage lymphatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 Cancer du cavum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3 L’´epid´emiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.1 Dans le monde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.2 Dans l’Alg´erie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4 Symptˆomes du cancer du nasopharynx . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.5 Facteurs de risques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5.1 Facteurs viraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5.2 Facteurs environnementaux et alimentaire . . . . . . . . . . . . 9
1.5.3 Facteurs g´en´etiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6 Classification du cancer du cavum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.1 Classification TNM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.1.1 Classification tumorale (T) . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.1.2 Classification des ad´enopathies (N) . . . . . . . . . . 11
1.6.1.3 Classification des m´etastases(M) . . . . . . . . . . . . 11
2 Radioth´erapie conformationnelle avec modulation d’intensit´e RCMI 12
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2 La radioth´erapie conformationnelle avec modulation d’intensit´e IMRT
(Intensity Modulated RadioTherapy) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 Indications th´erapeutiques de l’IMRT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.1 Tumeurs de la tˆete et du cou (ORL) . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.4 Planification inverse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.5 Fonction objectif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.6 Crit`eres d’optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.6.1 Crit`eres biologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.6.2 Crit`eres physiques de dose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.6.2.1 Ecart quadratique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.6.2.2 Dose moyenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.6.2.3 Histogramme Dose-Volume (HDV) . . . . . . . . . . . 18
2.6.2.4 Dose ´equivalente uniforme (EUD) . . . . . . . . . . . . 18
2.6.2.5 Dose uniforme ´equivalente g´en´eralis´ee (GEUD) . . . . 18
2.7 Algorithmes d’optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.7.1 M´ethodes exhaustives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.7.2 M´ethodes it´eratives d´eterministes . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.7.2.1 Algorithme des gradients . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.7.3 M´ethodes it´eratives stochastiques . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.7.3.1 Algorithme du recuit simul´e . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.8 Algorithme d’optimisation du volume de dose (DVO) . . . . . . . . . . 22
2.9 Algorithme d’optimisation des photons (PO) . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.9.1 Les objectifs d’optimisation dans la PO . . . . . . . . . . . . . . 25
2.10 Techniques de r´ealisation de la modulation d’intensit´e . . . . . . . . . . 26
2.10.1 IMRT par utilisation de collimateur multilame (MLC) . . . . . 26
2.10.1.1 Mode statique (discontinu ou ”step and shoot”) . . . . 28
2.10.1.2 Mode dynamique (continu ou ”sliding window”) . . . . 29
2.11 Les ´etapes de pr´eparation d’un traitement en IMRT . . . . . . . . . . . 30
3 Mat´eriels et m´ethodes 32
3.1 Objectif de recherche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2 M´ethodologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2.1 Echantillon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2.2 Materielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2.2.1 L’algorithme AAA (Anisotropic Analytical Algorithm) : 33
3.3 Planification d’un cas d’ORL (cavum) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.4 Prescription de dose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.5 Optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.6 Les contraintes des organes `a risque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.7 Outils d’analyse des donn´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.7.1 Analyse qualitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.7.1.1 Courbes isodoses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.7.1.2 Histogramme dose volume . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.7.2 Analyse quantitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.7.2.1 Indice d’homog´en´eit´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.7.2.2 Indice de conformit´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.7.2.3 Indice de conformit´e spatiale ou indice de Jaccard . . . 43
3.7.2.4 Indice gradient (IG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.7.2.5 Crit`eres li´es `a l’efficience . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.7.2.6 Objectifs pour le PTV . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4 R´esultats et discussion 46
4.1 Analyse des r´esultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.1.1 L’analyse qualitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.1.1.1 Analyse des Courbes isodoses . . . . . . . . . . . . . . 46
4.1.1.2 Analyse des histogrammes doses volumes suivantes (`a
propos de huit patientes) . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1.2 L’analyse quantitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.1.2.1 PTV70tot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.1.2.2 Organe `a risque (OAR) s´erie . . . . . . . . . . . . . . 62
4.1.2.3 Organe `a risque (OAR) parall`ele . . . . . . . . . . . . 63
Bibliographie 69 |
| Côte titre : |
MAPH/0679 |
Etude comparative des deux types d’algorithmes (PO, DVO) d’optimisation dans le cas du cancer Nasopharynx [document électronique] / Chayma Bousefres, Auteur ; Saad Khoudri, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2025 . - 1 vol (76 f.) ; 29 cm. Langues : Français ( fre)
| Catégories : |
Thèses & Mémoires:Physique
|
| Mots-clés : |
IMRT-SIB
Photon Optimizer (PO)
Dose–Volume Optimizer (DVO)
cancer du nasopharynx
PTV
OAR
Radioth´erapie |
| Index. décimale : |
530 - Physique |
| Résumé : |
Le cancer du nasopharynx, de par sa localisation profonde et sa topographie souvent
irr´eguli`ere, requiert des techniques de radioth´erapie ultra-pr´ecises pour maximiser la
destruction tumorale tout en limitant la dose aux tissus sains. L’objectif de notre
´etude ´etait de comparer, en IMRT-SIB, deux algorithmes d’optimisation — le Photon
Optimizer (PO) et le Dose–Volume Optimizer (DVO) — en termes de couverture du
volume-cible planifi´e (PTV) et de protection des organes `a risque (OAR).
Les plans de traitement de huit patients ont ´et´e g´en´er´es avec le TPS Eclipse et
l’acc´el´erateur Clinac. Les indicateurs dosim´etriques (D95 %, D98 %, D50 %, HI, CI)
ont montr´e que le PO assurait une meilleure couverture et une homog´en´eit´e de dose
sup´erieure au PTV, r´eduisant le risque de zones ≪ froides ≫. En revanche, les doses
maximales (Dmax) et moyennes (Dmean) enregistr´ees dans les OAR (glandes salivaires,
moelle ´epini`ere, tronc c´er´ebral, etc.) ´etaient syst´ematiquement plus faibles sous DVO,
d´emontrant sa sup´eriorit´e pour ´epargner les tissus sains.
Bien que la protection des organes `a risque soit une priorit´e en radioth´erapie, les
deux algorithmes respectaient les contraintes dose impos´ees. Le crit`ere d´eterminant de
performance s’est donc av´er´e ˆetre la couverture du PTV, o`u le PO a pris l’ascendant. |
| Note de contenu : |
Sommaire
Remerciements I
R´esum´e III
Table des figures VIII
Liste des tableaux XII
Liste des abr´eviations XIII
Introduction 1
1 Anatomie du cavum 3
1.1 Anatomie du cavum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.1 Situation topographique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.2 Parois du cavum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2.1 Parois lat´erales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2.2 Paroi inf´erieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2.3 Paroi ant´erieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2.4 Paroi post´ero-sup´erieure . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.2.5 Paroi sup´erieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.2.6 Paroi post´erieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.3 Drainage lymphatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 Cancer du cavum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3 L’´epid´emiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.1 Dans le monde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.2 Dans l’Alg´erie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4 Symptˆomes du cancer du nasopharynx . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.5 Facteurs de risques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5.1 Facteurs viraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5.2 Facteurs environnementaux et alimentaire . . . . . . . . . . . . 9
1.5.3 Facteurs g´en´etiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6 Classification du cancer du cavum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.1 Classification TNM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.1.1 Classification tumorale (T) . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.1.2 Classification des ad´enopathies (N) . . . . . . . . . . 11
1.6.1.3 Classification des m´etastases(M) . . . . . . . . . . . . 11
2 Radioth´erapie conformationnelle avec modulation d’intensit´e RCMI 12
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2 La radioth´erapie conformationnelle avec modulation d’intensit´e IMRT
(Intensity Modulated RadioTherapy) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 Indications th´erapeutiques de l’IMRT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.1 Tumeurs de la tˆete et du cou (ORL) . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.4 Planification inverse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.5 Fonction objectif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.6 Crit`eres d’optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.6.1 Crit`eres biologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.6.2 Crit`eres physiques de dose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.6.2.1 Ecart quadratique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.6.2.2 Dose moyenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.6.2.3 Histogramme Dose-Volume (HDV) . . . . . . . . . . . 18
2.6.2.4 Dose ´equivalente uniforme (EUD) . . . . . . . . . . . . 18
2.6.2.5 Dose uniforme ´equivalente g´en´eralis´ee (GEUD) . . . . 18
2.7 Algorithmes d’optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.7.1 M´ethodes exhaustives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.7.2 M´ethodes it´eratives d´eterministes . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.7.2.1 Algorithme des gradients . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.7.3 M´ethodes it´eratives stochastiques . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.7.3.1 Algorithme du recuit simul´e . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.8 Algorithme d’optimisation du volume de dose (DVO) . . . . . . . . . . 22
2.9 Algorithme d’optimisation des photons (PO) . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.9.1 Les objectifs d’optimisation dans la PO . . . . . . . . . . . . . . 25
2.10 Techniques de r´ealisation de la modulation d’intensit´e . . . . . . . . . . 26
2.10.1 IMRT par utilisation de collimateur multilame (MLC) . . . . . 26
2.10.1.1 Mode statique (discontinu ou ”step and shoot”) . . . . 28
2.10.1.2 Mode dynamique (continu ou ”sliding window”) . . . . 29
2.11 Les ´etapes de pr´eparation d’un traitement en IMRT . . . . . . . . . . . 30
3 Mat´eriels et m´ethodes 32
3.1 Objectif de recherche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2 M´ethodologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2.1 Echantillon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2.2 Materielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2.2.1 L’algorithme AAA (Anisotropic Analytical Algorithm) : 33
3.3 Planification d’un cas d’ORL (cavum) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.4 Prescription de dose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.5 Optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.6 Les contraintes des organes `a risque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.7 Outils d’analyse des donn´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.7.1 Analyse qualitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.7.1.1 Courbes isodoses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.7.1.2 Histogramme dose volume . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.7.2 Analyse quantitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.7.2.1 Indice d’homog´en´eit´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.7.2.2 Indice de conformit´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.7.2.3 Indice de conformit´e spatiale ou indice de Jaccard . . . 43
3.7.2.4 Indice gradient (IG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.7.2.5 Crit`eres li´es `a l’efficience . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.7.2.6 Objectifs pour le PTV . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4 R´esultats et discussion 46
4.1 Analyse des r´esultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.1.1 L’analyse qualitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.1.1.1 Analyse des Courbes isodoses . . . . . . . . . . . . . . 46
4.1.1.2 Analyse des histogrammes doses volumes suivantes (`a
propos de huit patientes) . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1.2 L’analyse quantitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.1.2.1 PTV70tot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.1.2.2 Organe `a risque (OAR) s´erie . . . . . . . . . . . . . . 62
4.1.2.3 Organe `a risque (OAR) parall`ele . . . . . . . . . . . . 63
Bibliographie 69 |
| Côte titre : |
MAPH/0679 |
|
Ajouter le résultat dans votre panier Affiner la rechercheEtude comparative des deux types d’algorithmes (PO, DVO) d’optimisation dans le cas du cancer Nasopharynx / Chayma Bousefres
