Contrôle en ligne de l’Hadronthérapie Contribution aux Prospectives LPSC 1 et 2 juin 2015 France Hadron (2012-2019) LabEx PRIMES (2012-2019)

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1 Contrôle en ligne de l’Hadronthérapie Contribution aux Prospectives LPSC 1 et 2 juin 2015 France Hadron (2012-2019) LabEx PRIMES (2012-2019)

2 Radiothérapie: – maximiser la dose dans le volume tumoral – minimiser la dose dans les tissus sains (proba de contrôle tumoral vs proba de complication sur tissus sains) Solutions: – Augmenter la dose dans la tumeur PAT-Z Nanoparticules Ions au pic de Bragg – Diminuer la dose aux tissus sains Conformation (IMRT) Multiplication des ports d’irradiation Hadronthérapie

3 Précision ballistique Efficacité Biologique Relative Problématique du contrôle en ligne du traitement Surviving fraction Carbon ions X-rays

4 Incertitudes dans le plan de traitement – Calcul de densités électroniques par X-CT – Modifications morphologiques (taille tumeur, cavités, …) – Positionnement du patient – Mouvement des organes  Applications de marges jusqu’au cm en tumeurs profondes diminution de l’avantage ballistique  Pas de contrôle en ligne opérationnel

5 Imageries de contrôle en ligne collaboration nationale CLARyS IPNL, LPC-Clermont, CPPM, LIRIS, CREATIS IPHC, CAL-Nice + LPSC Contexte: France hadron, LabEx PRIMES -TEP -Gamma-prompts -Protons secondaires -Radiographie protons -Détecteur commun: hodoscope faisceau Grenoble: diamant

6 Moniteur faisceau – Etiquetage spatial et temporel – Comptage ion/ion ou pulse/pulse Spécifications  Résolution temporelle ≤ 1 ns  Taux de comptage ~ 10 8 Hz : segmentation  Résistance aux radiations ≥ 10 13 ions C/cm 2  Dynamique : facteur ~100 (protons vs carbone)  Grande surface: 10x10 cm 2 minimum (Fibres + PM : solution pas optimale sur taux de comptage)

7 Développement de diamants polycristallins de grande surface + Résistants aux radiations + Grand gap  bas bruit + Mobilité des charges >> Si + Température ambiante – Distance de collection de charges < 200µm – Energie de paires e-trou >> Si – Monocristallins trop petits, trop chers – Prix (Element6 quasi-monopole)

8 Développement de diamants polycristallins de grande surface Travail sur les détecteurs (CRPMN): amincissement, métallisation, croissance Travail en collaboration avec MonoDiam pour ATLAS Instrumentation pour réalisation d’une mosaïque Banc de test existant Sr90, mise au point d’un banc alpha Possibilités de tests à l’ESRF, ILL, faisceaux France Hadron Conception d’un ASIC dédié: – Dynamique: 7fC (1 proton de 250MeV) à 0,6 nC (1 ion carbone de 80MeV/u) – TDC: Précision sur le temps de montée des signaux ≈ 100ps – Spectroscopie Carte d’acquisition – Détecteur segmenté (pistes ou pixels) : 32 canaux/détecteur, 1800 voies de lecture pour un détecteur de grande taille (15x15 cm2)