Dosimétrie des systèmes IRM-LINAC utilisés en radiothérapie externe : caractérisation des faisceaux et évaluation des distributions de dose

L'IRM-LINAC est un appareil de radiothérapie guidée par l'imagerie combinant un accélérateur linéaire (LINAC) et un imageur par résonance magnétique (IRM), permettant un meilleur suivi de la tumeur. Des problématiques dosimétriques, associées à la présence du champ magnétique statique, ont été soulevées dans la littérature. L'objectif de la thèse est de développer des outils dosimétriques et des protocoles robustes utilisables sur les IRM-LINAC afin d'améliorer la connaissance des doses délivrées aux patients traités avec ces appareils. La première partie du travail se concentre sur la détermination des facteurs d'ouverture du collimateur (FOC) en petits champs sur cet appareil et sur l'étude de la réponse des détecteurs. Comme aucune variation significative de réponse n'a été observée pour des films EBT3 exposés à différentes durées en présence du champ magnétique (0,35 T), ce détecteur 2D à haute résolution a été utilisé pour réaliser plusieurs séries de mesures de FOC sur un IRM-LINAC MRidian qui ont ensuite été comparées aux mesures par détecteurs actifs (chambres d'ionisation, diodes, microdiamant) ainsi qu'aux données du TPS. Un bon accord est observé entre les FOC mesurés et ceux calculés par le TPS pour les tailles de champ supérieures ou égales à 2,5x2,5 cm², une sous-estimation du FOC TPS est observée pour les tailles de champ inférieures (champ 0,83x0,83 cm² : 6% pour les films, et 4% en moyenne pour les détecteurs actifs solides). Après application des facteurs correctifs du TRS483, les mesures par détecteurs actifs convergent vers celles obtenues avec les films. Ces écarts avec le TPS tendent à suggérer la nécessité d'un ajustement plus robuste de l'algorithme du TPS pour les petits champs. Les mesures sont complétées par des simulations Monte-Carlo réalisées avec le code Geant4 pour établir des facteurs correctifs en présence d'un champ magnétique pour les détecteurs actifs. La seconde partie porte sur la faisabilité de lecture par IRM de gels dosimétriques TruView (ModusQA), fabriqués au laboratoire, pour évaluer des distributions de dose. Ces gels caractérisés par lecture IRM (mesure du temps de relaxation T2), ont montré une linéarité de la réponse en dose jusqu'à 7 Gy ainsi qu'une sensibilité faible comparativement à la littérature. Une sensibilité thermique importante et une inhomogénéité du gel entre la surface du gel et le gel situé plus en profondeur ont été observées pour des gels non-irradiés, et des protocoles ont été mis en place