Développement et validation d'une méthode de calcul indépendant des unités moniteur basée sur les simulations Monte Carlo pour la vérification des traitements IMRT

Résumé : La radiothérapie par modulation d'intensité (IMRT) est une technique de traitement qui utilise des faisceaux dont la fluence de rayonnement est modulée. L'IMRT, largement utilisée dans les pays industrialisés, permet d'atteindre une meilleure homogénéité de la dose à l'intérieur du volume cible et de réduire la dose aux organes à risque. Une méthode usuelle pour réaliser pratiquement la modulation des faisceaux est de sommer de petits faisceaux (segments) qui ont la même incidence. Cette technique est appelée IMRT step-and-shoot. Dans le contexte clinique, il est nécessaire de vérifier les plans de traitement des patients avant la première irradiation. Cette question n'est toujours pas résolue de manière satisfaisante. En effet, un calcul indépendant des unités moniteur (représentatif de la pondération des chaque segment) ne peut pas être réalisé pour les traitements IMRT step-and-shoot, car les poids des segments ne sont pas connus à priori, mais calculés au moment de la planification inverse. Par ailleurs, la vérification des plans de traitement par comparaison avec des mesures prend du temps et ne restitue pas la géométrie exacte du traitement. Dans ce travail, une méthode indépendante de calcul des plans de traitement IMRT step-and-shoot est décrite. Cette méthode est basée sur le code Monte Carlo EGSnrc/BEAMnrc, dont la modélisation de la tête de l'accélérateur linéaire a été validée dans une large gamme de situations. Les segments d'un plan de traitement IMRT sont simulés individuellement dans la géométrie exacte du traitement. Ensuite, les distributions de dose sont converties en dose absorbée dans l'eau par unité moniteur. La dose totale du traitement dans chaque élément de volume du patient (voxel) peut être exprimée comme une équation matricielle linéaire des unités moniteur et de la dose par unité moniteur de chacun des faisceaux. La résolution de cette équation est effectuée par l'inversion d'une matrice à l'aide de l'algorithme dit Non-Negative Least Square fit (NNLS). L'ensemble des voxels contenus dans le volume patient ne pouvant être utilisés dans le calcul pour des raisons de limitations informatiques, plusieurs possibilités de sélection ont été testées. Le meilleur choix consiste à utiliser les voxels contenus dans le Volume Cible de Planification (PTV). La méthode proposée dans ce travail a été testée avec huit cas cliniques représentatifs des traitements habituels de radiothérapie. Les unités moniteur obtenues conduisent à des distributions de dose globale cliniquement équivalentes à celles issues du logiciel de planification des traitements. Ainsi, cette méthode indépendante de calcul des unités moniteur pour l'IMRT step-andshootest validée pour une utilisation clinique. Par analogie, il serait possible d'envisager d'appliquer une méthode similaire pour d'autres modalités de traitement comme par exemple la tomothérapie. Abstract : Intensity Modulated RadioTherapy (IMRT) is a treatment technique that uses modulated beam fluence. IMRT is now widespread in more advanced countries, due to its improvement of dose conformation around target volume, and its ability to lower doses to organs at risk in complex clinical cases. One way to carry out beam modulation is to sum smaller beams (beamlets) with the same incidence. This technique is called step-and-shoot IMRT. In a clinical context, it is necessary to verify treatment plans before the first irradiation. IMRT Plan verification is still an issue for this technique. Independent monitor unit calculation (representative of the weight of each beamlet) can indeed not be performed for IMRT step-and-shoot, because beamlet weights are not known a priori, but calculated by inverse planning. Besides, treatment plan verification by comparison with measured data is time consuming and performed in a simple geometry, usually in a cubic water phantom with all machine angles set to zero. In this work, an independent method for monitor unit calculation for step-and-shoot IMRT is described. This method is based on the Monte Carlo code EGSnrc/BEAMnrc. The Monte Carlo model of the head of the linear accelerator is validated by comparison of simulated and measured dose distributions in a large range of situations. The beamlets of an IMRT treatment plan are calculated individually by Monte Carlo, in the exact geometry of the treatment. Then, the dose distributions of the beamlets are converted in absorbed dose to water per monitor unit. The dose of the whole treatment in each volume element (voxel) can be expressed through a linear matrix equation of the monitor units and dose per monitor unit of every beamlets. This equation is solved by a Non-Negative Least Sqvare fif algorithm (NNLS). However, not every voxels inside the patient volume can be used in order to solve this equation, because of computer limitations. Several ways of voxel selection have been tested and the best choice consists in using voxels inside the Planning Target Volume (PTV). The method presented in this work was tested with eight clinical cases, which were representative of usual radiotherapy treatments. The monitor units obtained lead to clinically equivalent global dose distributions. Thus, this independent monitor unit calculation method for step-and-shoot IMRT is validated and can therefore be used in a clinical routine. It would be possible to consider applying a similar method for other treatment modalities, such as for instance tomotherapy or volumetric modulated arc therapy.

Assessing Patient's belief on HIV testing before elective surgery: place for improvements in Switzerland

Background and aim of the study: In Switzerland no HIV test is performed without the patient's consent based on a Voluntary Counseling and Testing policy (VCT). We hypothesized that a substantial proportion of patients going through an elective surgery falsely believed that an HIV test was performed on a routine basis and that the lack of transmission of result was interpreted as being HIV negative. Material and method: All patients with elective orthopedic surgery during 2007 were contacted by phone in 2008. A structured questionnaire assessed their belief about routine preoperative blood analysis (glycemia, coagulation capacity, HIV serology and cholesterol) as well as result awareness and interpretation. Variables included age and gender. Analysis were conducted using the software JMP 6.0.3. Results: 1123 patients were included. 130 (12%) were excluded (i.e. unreachable, unable to communicate on the phone, not operated). 993 completed the survey (89%). Median age was 51 (16-79). 50% were female. 376 (38%) patients thought they had an HIV test performed before surgery but none of them had one. 298 (79%) interpreted the absence of result as a negative HIV test. A predictive factor to believe an HIV test had been done was an age below 50 years old (45% vs 33% for 16-49 years old and 50-79 years old respectively, p <0.001). No difference was observed between genders. Conclusion: In Switzerland, nearly 40% of the patients falsely thought an HIV test had been performed on a routine basis before surgery and were erroneously reassured about their HIV status. These results should either improve the information given to the patient regarding preoperative exams, or motivate public health policy to consider HIV opt-out screening, as patients are already expecting it.

Administrations publiques et autorités cantonales : analyses sur la base des résultats de l'enquête BADAC sur les administrations cantonales 2004

Les administrations publiques et les autorités politiques sont méconnues sur le plan suisse, notamment au niveau cantonal. Les thèmes traités dans cette étude couvrent les structures administratives, le personnel de la fonction publique ainsi que les autorités politiques cantonales (gouvernements et parlements). L'étude dresse le portrait des acteurs du secteur public en tenant compte de l'âge, du sexe, de l'expérience et du statut d'emploi. Elle présente également la force des partis dans les parlements et les gouvernements sous forme de graphiques, de cartes et de tableaux. L'étude s'inscrit dans le cadre des travaux d'analyses de la BADAC (Base de données des cantons et des villes suisses). Elle présente les résultats de la dernière enquête sur les administrations cantonales (ESAC04), complétés par des données de l'Office fédéral de la statistique. Les résultats sont ventilés par canton mais aussi selon la langue majoritaire dans le canton. La plupart des données peuvent être téléchargées depuis le site de la BADAC (www.badac.ch ). Les indicateurs retenus possèdent des codes d'identification avec un système de renvoi aux sources et aux méthodes de calculs.