Contribution au contrôle de l’hadronthérapie et à la modélisation de la dose biologique

L’hadronthérapie est une technique de traitement des tumeurs cancéreuses par faisceau d’ions (essentiellement proton et carbone, jusqu’à présent). Le principal avantage physique des ions par rapport aux rayons de la radiothérapie conventionnelle est qu’ils présentent un dépôt d’énergie maximum en fin de parcours avec une dispersion latérale relativement faible. De plus, dans le cas des ions plus lourds que le proton (ions carbone par exemple), l’efficacité biologique du dépôt d’énergie est maximale dans la tumeur et proche de celle des photons dans les tissus sains. L’hadronthérapie est donc particulièrement indiquée pour les tumeurs radiorésistantes proches d’organes à risques.Il existe actuellement dans le monde une bonne trentaine de centres de protonthérapie et six centres de traitements par ion carbone : HIMAC (Chiba, 1994), HIBMC (Hyogo, 2002), (Gunma, 2010), Lanzhou (2006), HIT (Heidelberg, 2010), CNAO (Pavia, 2012). À la fin de l’année 2011, près de 100 000 patients avaient été traités avec des faisceaux de particules 1 : ~ 80 000 par protons, ~ 10 000 par ions carbone, ~ 2 000 par ions hélium, ~ 1 000 par pions et ~ 400 avec d’autres types d’ions. Ces chiffres sont à comparer par exemple aux 200 000 nouveaux cancers diagnostiqués par an en France dont la moitié sont traités par radiothérapie conventionnelle (éventuellement couplée à de la chirurgie ou de la chimiothérapie). Malgré un développement considérable lors des 10 dernières années, l’hadronthérapie reste donc une technique émergente qui réclame des efforts de recherche et de développement soutenus, principalement sur les thématiques suivantes : l’accélération des ions, le contrôle de la dose, la modélisation des organes en mouvement, la modélisation de l’effet biologique et les études cliniques