Conception, optimisation et validation préclinique d’un applicateur intégrant la surveillance de faisceau en temps réel adapté à la radiothérapie électronique à débit de dose ultra-élevé (FLASH)

La radiothérapie électronique à ultra-haut débit de dose (UHDR), ou FLASH-RT, présente un fort potentiel thérapeutique, mais requiert des outils dosimétriques fiables pour assurer une dé- livrance et un suivi précis de la dose. Ce mémoire décrit le développement, l’optimisation et la validation d’un nouvel applicateur pour le Mobetron (IntraOp, USA), intégrant un transformateur de courant de faisceau (BCT) électrostatiquement blindé pour le suivi en temps réel. Des simulations Monte Carlo avec les codes BEAMnrc et DOSRZnrc d’EGSnrc (CNRC, Canada) ont servi à opti- miser la géométrie et les matériaux de l’applicateur, afin d’améliorer les propriétés dosimétriques du faisceau pour des expériences précliniques. Plusieurs matériaux conducteurs ont été évalués pour le blindage du BCT dans le but de réduire les perturbations tout en assurant une protection efficace contre les champs électriques. L’applicateur final, fabriqué par impression 3D en acide polylactique (PLA), a été calibré avec des dosimètres à l’alanine puis validé en contexte préclinique à l’aide d’un fantôme en polydiméthylsiloxane (PDMS) intégrant des puces de culture de sphéroïdes tumoraux et des films EBT4. Les mesures ont montré une excellente concordance avec les prédictions Monte Carlo, confirmant la capacité de l’applicateur à garantir une précision dosimétrique tout en permet- tant un suivi fiable en temps réel. Ce design validé soutient la transition des faisceaux d’électrons UHDR de la recherche préclinique vers la pratique clinique en radiothérapie.