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QUESTIONS-RÉPONSES SUR L’INTÉRÊT DES PROTONS
Qu’est-ce que la
radiothérapie classique
Aujourd’hui, la radiothérapie classique
utilise des faisceaux de
photons* et/ou d’électrons. En effet,
les accélérateurs de particules
présents dans les appareils de
radiothérapie classique génèrent un
faisceau d’électrons. Ces particules
chargées sont soit directement
utilisées pour traiter le patient, soit
dirigées vers une cible qui va créer
un faisceau de photons. Ce dernier
est ensuite dirigé vers le patient.
Les électrons sont habituellement
utilisés pour les irradiations superficielles,
de quelques centimètres de
profondeur. Car leurs propriétés
physiques leur permettent de
déposer leur énergie à une certaine
profondeur sans trop la dépasser.
Les faisceaux de photons permettent
de délivrer une dose homogène plus
en profondeur. Toutefois ce dépôt
d’énergie n’est pas strictement
localisé. Il y a une petite dispersion
latérale le long du parcours, liée à la
pénombre du faisceau, et une forte
dispersion avant et après le
« maximum du dépôt de dose ».
L’utilisation de collimateurs*, la
multiplication des faisceaux et la
modulation de l’énergie du faisceau
de photons permettent de réaliser
des irradiations extrêmement
précises dites conformationnelles
avec modulation de l’intensité.
Toutefois la contrepartie à cette
augmentation de la précision des
photons est l’accroissement de la
dose intégrale et donc du volume
des tissus sains irradiés à faible
dose.
Les propriétés balistiques des
protons permettent d’éviter ce
paradoxe, ce qui en fait une forme
de radiothérapie particulièrement
intéressante pour les enfants.
Quels sont les avantages
des protons
Même si récemment la radiothérapie
classique a connu des améliorations
importantes et nombreuses, notamment
en raison du développement de
la radiothérapie conformationnelle,
elle n’atteint pas la précision balistique
des faisceaux de protons. Une seule
raison à cela : les propriétés physiques
spécifiques de ces particules.
La protonthérapie consiste en un
faisceau de protons – particules
élémentaires portant une charge
positive.
Premier avantage : les protons vont
traverser la matière pour déposer
quasiment toute leur énergie à une
profondeur donnée, puis s’arrêter net.
C’est le pic de Bragg. L’énergie initiale
des protons détermine la profondeur
atteinte.
Deuxième avantage, les protons se
dispersent peu le long de cette
trajectoire. Résultat : les régions
adjacentes aux faisceaux subissent
très peu de dommages collatéraux.
Le dépôt d’énergie spécifique et
localisé des protons offre aussi la
possibilité d’augmenter la dose reçue
par la tumeur sans trop accroître
celle déposée dans les tissus sains
avoisinants.
Avec les protons, les radiothérapeutes
disposent d’un rayonnement à la
balistique ultra-précise, fort utile
quand il s’agit de traiter des tumeurs à
proximité d’organes sensibles et tout
particulièrement chez les enfants.
Comment fonctionne
le cyclotron du NOUVEAU CENTRE
DE PROTONTHÉRAPIE
La source de protons, un plasma
d’hydrogène, est située au centre de
la chambre d’accélération. Après avoir
été ionisées, les particules sont
accélérées par un champ électrique
de haute fréquence. Parallèlement,
elles sont soumises à un champ
magnétique qui permet de courber
leur trajectoire et de les faire ainsi
(re)passer dans la zone accélératrice.
Ils suivent alors une trajectoire
spiralée, étant accélérés à chaque
demi tour, jusqu’à atteindre le bord de
la machine. Quand les protons ont
atteint la vitesse désirée – qui peut
aller jusqu’à 201 millions d’électronvolts
dans le synchrocyclotron
actuel – ils sont extraits de la
machine puis dirigés sous vide vers
les salles de traitement.
Comment est « façonné »
le faisceau de protons
pour s’adapter à chaque
tumeur
Le cyclotron utilise un faisceau
d’énergie maximale de 201 MeV qui
peut être dégradé en un faisceau de
73 MeV pour traiter les tumeurs
oculaires.
Pour sculpter le faisceau à la forme
et à la profondeur de la tumeur tout
en protégeant au maximum les
tissus sains avoisinants, plusieurs
dispositifs sont placés le long de
celui-ci :
Un « absorbeur* » pour adapter la
profondeur de pénétration du
faisceau.
Un « modulateur* » pour étaler le
dépôt d’énergie et pouvoir traiter
toute la tumeur en profondeur.
Un « collimateur* » pour moduler
dans le plan latéral la forme du
dépôt d’énergie.
Un « compensateur* » pour
ajuster la distribution de dose en
profondeur.
Ces quatre dispositifs sont façonnés
sur place. Ils sont indispensables
pour délivrer une dose d’irradiation
de façon homogène à une profondeur
extrêmement précise dépendante
de l’énergie des protons.