Amélioration de la planification du traitement en curiethérapie de prostate par simulation Monte-carlo complète et rapide utilisant les processeurs graphiques

National audienceDans le domaine de la curiethérapie, notamment pour la prostate, la planification dosimétrique est réalisée en temps réel pendant l'intervention afin de déterminer les positions optimales des sources à insérer dans l'organe cible. La méthode de calcul de dose utilisée se base sur le TG43[1]. Ce formalisme considère le volume du patient comme un organe constitué exclusivement d'eau, ne prenant pas en compte les différentes densités présentes dans le corps humain (tissus, œdèmes, calcifications, présence d'autres sources de curiethérapie). L'avantage de cet algorithme analytique est sa vitesse d'exécution, permettant d'obtenir des dosimétries "temps réel". Cependant cette dosimétrie est imprécise et des écarts avec la réalité peuvent être importants. La seule méthode précise pour prendre en compte toutes les hétérogénéités et les effets physiques dans le corps humain est la simulation Monte-Carlo (SMC). Toutefois, la barrière la plus importante est le temps de calcul. En effet simuler un grand nombre de particules dans un volume tissulaire peut facilement atteindre plusieurs heures, durée inconcevable en clinique. Ces dernières années, la simulation numérique a été révolutionnée par l'utilisation de processeurs graphiques (GPU), permettant d'atteindre avec un seul GPU une puissance de calcul équivalent à un cluster d'ordinateurs pour un cout dérisoire. Dans ce contexte, à partir du moteur de SMC Geant4 implémenté sur GPU[2] nous avons développé et ajouté les éléments nécessaires pour la curiethérapie prostate. Nous sommes actuellement en train de valider et d'évaluer notre code en terme d'incertitude de dose, de temps de calcul, mais également en terme d'amélioration en comparaison au TG43. L'objectif final est de proposer un code de calcul Monte-Carlo complet, patient spécifique, dédié à la curiethérapie prostate compatible à l'utilisation clinique en termes de temps de calcul