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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITE de TLEMCEN Faculté des Sciences Faculté de médecine Département de physique Établissement d’accueil Centre Anticancéreux "Emir Abdelkader" d'ORAN (CAC) MEMOIRE Présenté par : Benseddik Med El Amine et Oumansour Med El Amine En vue de l’obtention du Diplôme de MASTER En Physique Médicale Thème Contrôle de qualité des accélérateurs linéaires et des scanner simulateur –procédure et application Soutenu le 29 septembre 2016, devant le jury composé de : Président Mme. Khaldi Professeur Univ-Oran1 Examinateur Mr. Addi Maitre de conférence B USTMB Oran Encadreur Mr. A.Boukerche Professeur Univ-Oran1 Co-Encadreur Mr. I.Zergoug Physicien médicale (CAC d’Oran) Année universitaire 2015-2016 Remerciement On tient tout d’abord à remercier vivement le bon dieu, de nous avoir donné la force pour suivre ainsi que l’audace pour dépasser toutes les difficultés, grâce à son aide que nous avons réalisées ce modeste travail. On présente nos premiers remerciements à notre encadreur Monsieur A. Boukerche radiothérapeute-oncologue et notre co-encadreur Monseur I. Zergoug Physicien médicale au centre anticancéreux- ORAN pour avoir proposé et suivi de près la réalisation de ce travail et ses précieux conseils. Nos remerciements les plus sincères sont adressés à Monsieur B. Bengella le doyen de la faculté des sciences, ainsi à Monsieur M. Benmouna pour ses soutiens moral inconditionnel durant ces deux ans, ses conseils précieux et ses encouragements. Nous tenons également à remercier très chaleureusement : Madame Khaldi médecin radiothérapeute au centre anti cancer d’Oran. Monsieur Addi Physicien médicale. À avoir participé à notre nombre de jury. On remercie encore nos enseignent de master de la faculté de médecine et la faculté des sciences. Comme nous tenons à exprimer également nos remerciements à tous les membres de l’équipe de physique surtout Monsieur E. Dahi ,Mademoiselle N. Sallai et l’équipe des manipulateurs pour leur aide et leur gentillesse. Enfin, je tiens à exprimer ma gratitude pour tous ceux que je n’ai pas cités et qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce mémoire et à l’accomplissement de ce projet A tous, merci infiniment Dédicace Je dédie ce travail à ma famille, facteur clé de la réussite, sans elle je ne pourrai vous dire où je me trouverai maintenant, mes parents et ma tante et ma grand-mère pour leur soutien à moi A toute l’équipe de formation de la physique médicale ainsi qu’à tous les professeurs qui m’ont formé, aidé à acquérir mes connaissances pour devenir ce que je suis. Les remerciements ne seront pas complets si je n’y mets pas mes amis(e), un soutient morale incomparable, ayant les mots qu’il faut quand il le faut, toujours présents aux bons et mauvais moments. Oumansour Med El Amine Dédicace Je dédie ce modeste travail A Allah le tout puissant, le clément le très miséricordieux qui a guidé mes pas depuis l’aube de ma vie, loué soit Allah A mes très chers parents, aucun remerciement ne serait exprimer mon respect, mon amour éternel et ma reconnaissance pour les sacrifices que vous avez consenti pour mon instruction et mon bien être. Je vous remercie pour tout le soutien et l’’amour que vous me portez depuis mon enfance et j’espère que votre bénédiction m’accompagne toujours. À mes très chères sœurs Merci de m’avoir encouragé et soutenu pour réaliser ce mémoire À ma famille, mes amis et à ceux qui m’aiment et qui attendent avec impatience ma réussite. En espérant être toujours à la hauteur de leurs attentes et de leurs espérances. Benseddik med el amine Table de Matière - Liste des figures - Liste des Tableaux - Liste des abréviations - Introduction générale Chapitre 1 : généralité en radiothérapie et base physique I. Définition de la radiothérapie ............................................................................................................ 1 I.1.La radiothérapie interne ............................................................................................................... 1 I.1.1. La curiethérapie ................................................................................................................. 1 I.1.2. La radiothérapie métabolique ........................................................................................... 1 I.2. La radiothérapie externe .............................................................................................................. 1 I.2.1. La radiothérapie conformationnelle ................................................................................... 2 II. La Chaine de traitement en radiothérapie ........................................................................................ 2 II. 1. Simulation virtuelle .................................................................................................................. 3 II. 2. Planification de traitement ...................................................................................................... 3 II. 3. Positionnement du patient ....................................................................................................... 4 III. La précision en radiothérapie .......................................................................................................... 4 IV. Principe de la radiothérapie ............................................................................................................ 5 IV.1. Effet physique ...................................................................................................................... 5 IV.1.1 Interaction photons-matière ....................................................................................... 5 IV.1.1.1. Les trois processus ionisants principaux ...................................................... 5 - L’effet photoélectrique ............................................................................................. 5 - L’effet Compton ....................................................................................................... 6 - L’effet matérialisation (création de pair) .................................................................. 6 IV.1.1.2. Prédominance des effets .............................................................................. 7 IV.1.1.3. Transfer linéique d’énergie (TLE) ................................................................ 7 IV.1.2. Interaction électrons-matière ................................................................................... 8 - La diffusion élastique ............................................................................................... 8 - La diffusion inélastique (rayonnement caractéristique) ............................................ 8 - Rayonnement de freinage ......................................................................................... 8 IV.2. Effets biologiques des rayonnements ionisants ........................................................................... 8 IV.2.1. L'effet direct .................................................................................................................... 9 IV.2.1. Les effets indirects ......................................................................................................... 9 V. La dosimétrie en radiothérapie externe ........................................................................................... 9 V .1 Quelques grandeurs fondamentales en dosimétrie .................................................................. 10 V .1 .1. L’exposition ................................................................................................................ 10 V .1 .2. Le Kerma .................................................................................................................... 10 V .1 .3 La dose absorbée ........................................................................................................... 12 V .1 .4 Le débit de dose absorbée ............................................................................................. 13 V .1 .5 L’équilibre électronique ................................................................................................ 13 V .1 .6 L’unité Moniteur (UM) ................................................................................................. 14 V .2 Données dosimétriques de base ............................................................................................. 14 V .2 .1 Débit de référence ......................................................................................................... 15 V .2 .2 Rapport tissu-fantôme ................................................................................................. 16 V .2 .3 Facteur d’ouverture du collimateur .............................................................................. 16 V .3 distribution spatiale de la dose en radiothérapie externe ........................................................ 17 V .3.1 .Le rendement en profondeur ....................................................................................... 17 V .3 .2. Le profil de dose ......................................................................................................... 18 Chapitre 2 : description des accélérateurs linéaires ( Linac ) et des scanner simulateurs ( CT-SIM ) I. Description générale des accélérateurs linéaires ................................................................................ 20 I. 1. Définition des accélérateurs linéaires ....................................................................................... 20 I. 2 .Générations des accélérateurs linéaires .................................................................................... 20 I. 3. Les composants d'accélérateur linéaire .................................................................................... 21 I. 3. 1. Le modulateur ................................................................................................................ 21 I. 3. 2. Le générateur d’onde électromagnétique klystron ou magnétron ................................. 21 I. 3. 3. Le canon à électrons ...................................................................................................... 22 I. 3. 4. Le contrôle automatique de fréquence (CAF) ............................................................... 22 I. 3. 5. Le système de guide d’onde .......................................................................................... 22 I. 3. 6. La section accélératrice ................................................................................................. 23 I. 3. 7. L’élément porte cible ..................................................................................................... 23 I. 4. Principe général de l’accélération linéaire d’électrons ............................................................ 23 II. Description générale des scanners simulateur (CT-SIM) ................................................................ 26 II.1 .Définition de scanner ............................................................................................................. 26 II.2.Historique .............................................................................................................................. 27 II.3 .Les composant de scanner simulateur .................................................................................. 27 II.3 .1.Source de rayons X ................................................................................................... 28 II.3.2 .Le système de détection ............................................................................................ 29 II.3 .3 .La Table de patient .................................................................................................. 31 II.3.4 .La console ................................................................................................................. 31 II.4 .Principe de générale de fonctionnement de scanner ............................................................ 32 II.5 .place de scanner simulateur dans la radiothérapie ............................................................... 32 II.6 .Paramètres influant sur la qualité des images ...................................................................... 33 Chapitre 03 : notion générale sur le contrôle de qualité en radiothérapie I. Introduction ....................................................................................................................................... 35 II. Définition ......................................................................................................................................... 35 II.1. Assurance de la qualité ............................................................................................................ 35 II.2.L’Assurance Qualité en radiothérapie ....................................................................................... 35 II.3.Contrôle Qualité ........................................................................................................................ 36 III. Besoin d'assurance qualité en radiothérapie ................................................................................... 36 IV. Recommandations et réglementations ............................................................................................ 37 V. Contrôle de la qualité de l’équipement ............................................................................................ 37 V. 1.Contrôle qualité des accélérateurs ........................................................................................... 38 V .2.Contrôle qualité des équipements d’imagerie utilisés en radiothérapie .................................. 39 V.2.1.Simulateurs .................................................................................................................... 39 V.2.2.Simuloscanographes ...................................................................................................... 39 VI. Périodicité des contrôles ................................................................................................................. 40 VII. Objectifs et critères relatifs à la performance ............................................................................... 40 VII. 1.Fonctionnalité ..................................................................................................................... 40 VII. 2. Reproductibilité ................................................................................................................. 40 VII. 3. Exactitude .......................................................................................................................... 41 VII. 4. Caractérisation et documentation ..................................................................................... 41 VII. 5.Complétude ....................................................................................................................... 41 VII. 6. Seuil de tolérance .............................................................................................................. 41 VII. 7. Seuil d’intervention ........................................................................................................... 41 VIII.8. Les accidents radiologiques dans le monde ...................................................................... 42 VIII.1 .Quelque accident en radiothérapie ..................................................................................... 42 Chapitre 4 : contrôle de qualité du scanner simulateur GE OPTIMA 580W et du l’accélérateur linéaire Varian DHX 2100 I. Control qualité de scanner simulateur GE OPTIMA 580W ............................................................. 44 I.1. Contrôle de qualité d’image ......................................................................................................... 44 I.1.1. introduction ............................................................................................................................... 44 I.1.2. Description des objets tests utilisés ......................................................................................... 44 I.1.3. Positionnement de fantôme Catphan 600 ................................................................................ 46 I.1.3.1. Vérification de la position de fantôme .......................................................................... 47 I.1.4 les différents tests effectués pour vérifier la qualité d'image .................................................. 47 I.1.4. 1. Le bruit ..................................................................................................................... 47 I.1.4.2.L’ uniformité .............................................................................................................. 48 I.1.4.3.La résolution spatial .................................................................................................. 50 I.1.4.3.1. La résolution à haut contraste .......................................................................... 50 I.1.4.3.2. La résolution a bas contraste ........................................................................... 51 I.1.4.4. L’épaisseur de coupe ................................................................................................ 52 I.1.4.5.La distorsion géométrique ......................................................................................... 53 I.1.4.6. La linéarité ................................................................................................................. 54 I.5. Contrôle de qualité mécanique ................................................................................................... 54 I.1.5. Contrôle de déplacement de la table ........................................................................................... 56 I.1.6.Contrôle de qualité des systèmes lasers .................................................................................. 57 II. Contrôle de qualité mécanique et dosimétrique de l’accélérateur linéaire Varian DHX 2100 ........ 58 II .1 .vérification des systèmes de sécurité et des voyants ............................................................... 58 II.1. 1 .Contrôle des voyants lumineux ...................................................................................... 58 II.1.2. Contrôle des sécurités mécaniques et électriques ........................................................... 59 II.1.2.1. Verrouillage de porte ............................................................................................... 59 II.1.2. 2. Arrêt d’urgence ...................................................................................................... 59 II.1.2. 3. Arrêt de l’irradiation .............................................................................................. 60 II.1.2. 4. Détecteur anti collision .......................................................................................... 60 II.1.2. 5 Contrôle des accessoires ........................................................................................ 60 II.1.2. 6. Surveillance audiovisuel ....................................................................................... 61 II.2.contrôle uploads/Sante/ controle-de-qualite-des-accelerateur-lineaires-et-des-scanner-simulateu-procedure-et-application.pdf