Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 Le projet ARCHADE MH Moscatello - E.Baron Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Objectifs du projet ARCHADE ARCHADE est un centre européen pour la recherche, l’innovation et la formation en hadronthérapie. Il répond à un besoin en Europe d’un centre spécifique pour la recherche clinique, physique, biologique dans le domaine de l’hadronthérapie. Les utilisateurs de ce centre seront des centres de recherche, des centres cliniques, des industriels La première étape consistera à mener un programme de recherche collaboratif, destiné à mettre au point un prototype de cyclotron capable de délivrer des protons et des ions carbone et à le valider en tant que machine médicale. Il s’agira d’une première au plan mondial. Ce cyclotron est développé par la société IBA. Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Programme de Physique Le challenge de la partie Physique dans un système d’hadronthérapie est de collecter toutes les données Physique pour les inclure dans la construction du TPS: Treatment Planning System TPS : Treatment Planning System C’est le système qui permet de délivrer la distribution de dose requise pour : une machine donnée un patient donné une pathologie donnée Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Programme de Physique Mesures de doses Calcul de la dose TPS Imagerie - dosimètres Instruments - détecteurs Simulation Contrôle Faisceau fluence&localisation Imagerie Patient Données biologiques Modèles nucléaires et électromagnétiques Mesures de Sections Efficaces Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 Programme de Biologie L’effet biologique relatif (EBR ou RBE) L’EBR dépend de: type de particule énergie type de cellule/tissus dose présence d’oxygène … Thilo ELSÄSSER - GSI Mesures de l’EBR dans différentes conditions Modèles cellulaires - cellules saines et cancéreuses Fractionnement de la dose Mesures in vitro - in vivo Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 Programme de Recherche Clinique Sujets prioritaires pour le programme de recherche ARCHADE: Tumeurs radiorésistantes non opérables de la base du crâne (sarcomes, cylindromes), du cerveau (glioblastomes), et certains carcinomes du massif facial ou des voies aérodigestives supérieures Ces tumeurs pourront être traitées par carbone, protons ou combinaison de photons/carbone. La question de l’intérêt des faisceaux carbones sera posée au travers d’un protocole de recherche randomisé Sujets potentiels pour le projet ARCHADE: Tumeurs pelviennes, inopérables radiorésistantes (sarcomes) et/ou en récidive. L’addition d’un boost carbone aux faisceaux de photons constitue une importante question de recherche clinique Le nombre de patients traités sera limité et strictement dans le cadre de protocole de recherche Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 Collaborations - Partenariats scientifiques Université CAEN BN BACLESSE CLCC Caen convention quadripartite de coopération (programme national de recherche en hadronthérapie – INCa) ENSI Caen CHRU Caen CNRS Institut Curie CEA association ARCHADE CYCERON GANIL CLCC Nice convention ARRONAX INSERM ETOILE IGR autres centres de lutte contre le cancer Lille Royaume Uni Allemagne Nantes Belgique Italie Rennes Rouen Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 Plan de principe de l’installation ARCHADE Sélection en énergie Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 Le cyclotron IBA C400 K=1600 protons Carbones Du point de vue du principe, le cyclotron est très similaire à celui du C230 (centres de protonthérapie IBA), mais avec un diamètre total de 6,3m (au lieu de 4,7m), un champ magnétique plus élevé (4,4T) obtenu avec une bobine supraconductrice, et une rigidité magnétique plus élevée à l’extraction: 6,4 Tm (2,3 Tm pour les protons du C230) Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 Caractéristiques des faisceaux issus du C400 Accélération des ions de q/A=1/2 -> 400 MeV/u Alphas, 6Li3+, 10B5+, 12C6+, 14N7+, 16O8+, 20Ne10+… Accélération des protons -> 260 MeV/u (sous forme de H2+ et éjection par stripping) Protons et 12C6+: quelques 10-100 nA accélérés et extraits, quelques 100 pA pour les faisceaux ralentis et utilisés pour les irradiations Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 Le système de sélection en énergie IBA Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 2 salles d’expériences 1 salle de traitement en Mode Recherche: Équipement IBA (tête de traitement fixe) Balayage du faisceau (spot scanning) et variations d’énergie rapides Sélection en énergie 1 salle d’expérimentation en Biologie et en Physique Optique en cours de définition Temps pour passer de protons à ions carbone: 3 minutes Temps pour changer d’énergie de 5%: 1,5 seconde Temps pour un changement d’énergie quelconque: 8 secondes Quelques spécifications: Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 Planning Projet ARCHADE: les grandes étapes 2009: Définition du programme scientifique Définition des tests d’acceptance de l’équipement IBA 2010: Signature contrat avec IBA Signature contrat Maitrise d’œuvre Bâtiment 2010-2012: Fabrication des équipements par IBA 2011: Instruction dossier Permis de Construire Instruction dossier ICPE (l’installation sera une ICPE soumise à autorisation au titre de plusieurs rubriques, dont activité détenue et puissance réfrigération) 2012: Construction du Bâtiment tests prototype C400 chez IBA (à Louvain-la-Neuve) 2013: Installation équipements IBA à Caen Tests d’acceptance 2009-2013: Programme scientifique Physique, Biologie (préparation des outils) 2014: Programme scientifique avec Archade Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 Implantation Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 Implantation UFR des SCIENCES ENSICAEN GANIL CYCERON LPC IUT CIMAP LARIA Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009

Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009 L’équipe ARCHADE M. Drouet, P. Lagalle, E.Baron, MH Moscatello (Archade) J. Bourhis (Institut Gustave Roussy) A.Mazal (Institut Curie) J. Colin, D.Cussol, J-M. Fontbonne, J-C. Angélique (LPC Caen) A.Batalla (Centre François Baclesse) C. Laurent, J-L. Lefaix (LARIA - CEA/DSV) P.Barbey (Université Caen) Journées Accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2009