Dans tout service de radiothérapie la présence de physicien est légalement indispensable. Le Centre Catalan d’Oncologie a un département de physique composé de quatre personnes. Corinne Vignolo, Isabelle Plagnol, Vincent Plagnol et Charlène Bouyer sont les 4 radiophysiciens du service. Ils ont tous les quatre la même formation de DEA en physique radiologique et médicale ou ont un Diplôme de qualification en radiophysique Médicale et ont ensuite, pour certains, effectué un doctorat de physique avant d’exercer leur profession.

La cellule de radiophysique est complétée par deux dosimétristes Marie-Pierre Coupez et Pauline Carrere, ayant une formation du niveau d’une licence. Les dosimétristes préparent et planifient les traitements de radiothérapie et sont en lien direct avec le physicien médical et le médecin prescripteur.

Un ingénieur en maintenance, Eric Bruno, fait également partie intégrante du ce pôle. Il s’assure du bon fonctionnement des machines et effectue le contrôles qualité imposées par la loi ainsi que les contrôles supplémentaires internes au centre catalan d’Oncologie.

Avant la mise en service des machines de traitement, les physiciens effectuent des mesures qui établissent une cartographie complète de chaque machine. Cette cartographie propre à chacune des machines va la suivre pendant toute sa durée de vie. De ces données dépendent directement tous les calculs de doses effectués pour tous les traitements.
Les physiciens avec l’aide de l’ingénieur effectuent ensuite, des contrôles internes quotidiens (tous les matins avant les traitements), hebdomadaires, mensuels, semestriels et annuels qui sont consignés dans des registres, sorte de carnet de bord des machines. Ils permettent de suivre l’évolution de chacune d’entre elles et de s’assurer de la constance des paramètres géométriques et physiques, de l’absence de dérive. Le type et la périodicité de chaque contrôle sont dictés par la loi (décision du 2 Mars-2004, renforcée par la décision du 27 juillet 2007).

Les physiciens disposent d’instruments de mesures adaptés aux rayons délivrés: chambres d’ionisation, électromètres, « boites à tops », explorateur de fantôme 3D, logiciel d’acquisition des mesures, profiler ….etc

Ces mesures de référence, dont la stabilité est contrôlée tous les jours pour tous les types de rayons, sont effectués suivant les recommandations internationales de l’IAEA (http://www.iaea.org/)  et de la société française de physique médicale (http://www.sfpm.asso.fr/) dont les physiciens sont membres.

Le traitement de chaque patient est totalement personnalisé. De sa morphologie, de la géométrie et de la localisation de ce que nous voulons traiter, dépendra directement la balistique dosimétrique et donc les calculs de doses. L’exactitude de ces calculs, donc l’exactitude du temps d’exposition pour chacun des champs composant un traitement, est directement lié à la « cartographie » initiale de la machine et à sa modélisation dans les algorithmes de calculs. Cela fait également partie du travail du physicien de s’assurer de cette bonne corrélation.
Avant de passer à l’étape du traitement effectif, tous les calculs de dose sont systématiquement vérifiés et calculés par une méthode différente et indépendante de la première. Aucun dossier ne parvient en traitement sans la signature du physicien.

Cette double vérification ou double calcul, en place depuis l’installation des trois machines dans le Centre Catalan d’Oncologie en 2006, est une des mesures qu’à pris le ministère de la santé en 2007 et l’a rendu obligatoire pour tous les services de radiothérapie français.

La dosimétrie in vivo, réalisée en routine en France depuis 2007, est l’ultime barrière permettant de déceler des anomalies graves pouvant conduire à des surdosages ou à des sous-dosages importants. Cette technique consiste à mesurer directement sur le patient la dose qui lui est réellement délivrée. Ce dernier niveau de défense en profondeur intervient après tous les contrôles de qualité réglementaires (décision AFSSAPS du 27 juillet 2007), le double calcul indépendant du temps de traitement et enfin la relecture systématique de tous les dossiers. Il est à noter que les organisations internationales et nationales telles que l’AIEA, la CIPR, l’ESTRO, l’AAPM, l’EFOMP et la SFPM recommandent la mise en œuvre de cette dosimétrie.

Les physiciens du CCO ont choisi une dosimétrie in vivo par mesure en temps réel de la dose. Cette technique est mise en œuvre avec des détecteurs semi-conducteurs, ou diodes, placés sur la peau des patients (photo ci-contre) et dont la mesure, affichée au niveau du pupitre de commande de l’accélérateur, est comparée à la dose prescrite par le radiothérapeute.

Les physiciens du CCO ont mis en œuvre les mesures in vivo de façon systématique dans le service depuis le début de l’année 2007. Les mesures sont réalisées lors d’une des premières séances de traitement pour tous les faisceaux d’irradiation. Elles sont effectuées par les manipulateurs. Chaque mesure est validée par un des physiciens. Après la moindre modification dans le traitement, des mesures sont de nouveau effectuées.

Chaque détecteur doit être étalonné régulièrement. Les physiciens s’assurent ainsi de l’absence de dérive qui conduirait  à des résultats erronés. Les couleurs correspondent à des énergies de traitement différentes.

La radiothérapie conformationnelle avec modulation d’intensité (RCMI ou IMRT)

La radiothérapie conformationnelle avec modulation d’intensité est une technique de haute précision qui permet de délivrer une dose non homogène dans le volume irradié. La modulation de l’intensité du faisceau est rendue possible grâce au mouvement des lames du collimateur en cours d’irradiation. Cette technique permet d’optimiser la distribution de la dose aux volumes à irradier tout en protégeant au mieux les tissus sains environnant.

L’arcthérapie volumétrique modulée

Dans le prolongement de la radiothérapie conformationnelle avec modulation d’intensité, l’arcthérapie volumétrique modulée est désormais de plus en plus fréquemment mise en œuvre en France. Cette technique consiste à réaliser l’irradiation d’un volume cible par une irradiation continue en rotation autour du patient. Au cours de l’irradiation, plusieurs paramètres peuvent varier, dont la forme de l’ouverture du collimateur multilame, le débit de dose, la vitesse de rotation du bras ou l’orientation du collimateur multilame.

Cette technique, désignée sous différents termes (VMAT®, RapidArc®) selon le constructeur concerné, est réalisée à l’aide d’accélérateurs linéaires conventionnels isocentriques qui disposent de cette option technologique.

En 2012, le Centre Catalan d’Oncologie a mis en route une nouvelle technique de traitement : le VMAT (Irradiation avec Modulation d’intensité Volumétrique par ArcThérapie). Il fut parmi les premiers centres privés français à traiter des patients par cette technique.

Un tel traitement permet de sculpter la dose délivrée aux volumes « cibles » en délivrant le traitement avec des faisceaux modulés sur un arc complet de 360°. Les organes sains, avoisinants la cible pourront être également préservés.

Ces traitements sont obligatoirement associés à un positionnement très précis du patient. Une imagerie type scanner, en 3 dimensions, est effectuée avant chaque traitement et le patient est positionné par rapport à une image de référence, il s’agit de l’IGRT : l’irradiation guidée par l’image. Pour l’ensemble des séances, il y a donc un suivi des variations anatomiques du patient et un positionnement précis du volume tumoral. En cas de perte de poids ou d’une modification importante de la morphologie du patient, une nouvelle planification peut être nécessaire.

De plus tous les traitements de type VMAT ont un contrôle de qualité pré-traitement personnalisé. A l’issu de ce contrôle, le faisceau de traitement est validé par l’équipe de physique. Ces contrôles sont effectués par un système de mesure qui permet une reconstruction tridimensionnelle

En 2014, le Centre Catalan d’Oncologie, s’est équipé d’une machine de dernière génération. Cet accélérateur, si il permet de délivrer des traitements identiques aux autres, permet également de délivrer des traitements dits stéréotaxiques.

Les traitements stéréotaxiques sont basés sur l’utilisation de faisceaux de petites dimensions permettant d’irradier à de très fortes doses de très petits volumes. Cela demande un haut niveau de technicité et une très haute précision

Le patient bénéficie d’un positionnement millimétrique avec des contentions personnalisées spécifiques. Ces traitements concernent principalement les lésions intracrâniennes et extra-crâniennes comme les lésions pulmonaires ou osseuses.

Ces traitements sont accompagnés de contrôles pré et per traitement redondants et spécifiques à cette technique.